FARO三维激光扫描仪在公路设计

现社会的发展，三维激光扫描技术是一种新型的测绘技术。可以解决传统测量方式的弊端，降低监测人员的危险系数，提高监测的速度和精确度，准确反应边坡的位移情况和趋势。 

前言 
公路工程中应用二维激光扫描技术，能够有效地提高测量的精确度，有助于提高公路设计的可靠性和安全性该技术和传统的测量技术有所不同传统的测量采取的是单点数据获取的方式，而二维激光扫描采用的是实景复制技术，能够从垂直方向和水平方向上，实现对目标对象的全面绘制，获得目标对象的三维数据，通过各个站点之间的相互协作和拼接得到三维模型。三维激光扫描技术，能够从很大程度上提高信息的全面性、精度，尽量降低外界环境对测量精度的影响，从而保证测量结果的准确度，为公路合理科学地设计提供数据基础，保证设计方案的可行性，提高设计质量。 
1 基本原理 
二维激光扫描是在航拍过程中，通过激光扫描仪发射并且接受激光光束，实现对目标对象的全面线装扫描，然后通过GPS技术确认目标对象的经纬度，得到准确的数据。各个部件之间相互协作，共同实现数据的扫描、集合和分析，提高了数据的可靠性和安全性，能够为设计工作人员提供准确的数据，保证设计工作顺利地开展。 
扫描系统分类 
目前，市场上出售的扫描仪种类繁多，企业需要根据自身的状况以及工程的性质，合理地选择所需的扫描仪。三维扫描技术的系统，是以统一的软件平台为基础，并且在多种集成传感器写作下完成的测量系统，目前已经在很多领域有所应用。通过对激光扫描空间位置、平台角度方面进行研究能够发现，三维激光扫描系统通常包括几种类型: 
按照扫描光束发射方式的不同，可以分为三角法扫描仪、扇形扫描仪和灯泡式扫描仪。按照扫描成像方式的不同，可以分为三种类型的系统:摄影式扫描系统，该系统类似于摄影测量的相机，扫描的瞬时视场会受到一定的限制，比较适合长距离的扫描;全景式扫描系统，扫描仪视场局限于仪器的自身条件，比较适合在室内使用，比如常见的设备扫描以及数字化房屋扫描等;混合型扫描系统，该系统不会受到距离的限制，可以进行长距离扫描，也可以在室内扫描中应用，不会限制水平轴系的旋转和垂直方向上的旋转。 
2 地面三维激光扫描系统的特点 
公路地面三维激光扫描系统存在自身的特点，本文就其特点进行了简单的总结： 
快速性。能够*获取大面积的目标空间信息，实体表面的立体信息也能够在短时间内获得测量的结果非接触性。在扫描测量目标对象时，不会接触到对象表面，能够通过点云数据，*得到三维坐标数据，重构测量目标对象的原型。穿透性。该特点能够保证采样点及时获取目标集合信息。
精度和密度比较高。通过激光扫描获得的目标对象表面特征更加精准，新的传感工艺具有更高的精度，能够构建立体的物体表面结构，实现对物体三维信息的采集，能够降低传统人工计算以及推导产生的误差，提高计算结果的准确性，能够为公路设计奠定坚实实时性和动态性。三维激光扫描系统采用的是主动式的扫描系统，能够通过探测自身发射的激光脉冲回摄信号，实现目标信息的扫描，空间和时间的约束性比较小，降低了光学变形误差，实现立体采集。的数据基础，有助于提高设计方案的可行性以及可靠性。自动化和数字化。能够通过直接获取数字距离信号得到全面可靠的扫描数据。三维激光扫描系统有着较强的数据处理能力，能够通过系统软调用相关的专业和软件，具有良好的操作性以及兼容性，有助于为设计人员提供设计数据，有助于建设科学的设计方案。聚焦功能。能够提高实测的精度，有助于实现实体原型的还原，更加清晰地展现工程建设场地的概况。
3 工程应用实例 
某高速公路工程中设计主线长约为90km，施工沿线要经过山地等复杂的地貌，并且山地上生长着稀疏的灌木，施工条件较为艰苦。为了避免或克服施工中的可能遇到的困难，工程项目组采用了三维激光扫描技术，对施工沿线的地域进行了探测，以便更好地制定施工计划。激光测量系统检校。在*行器上安装激光测量系统，然后校验系统的相关参数和精度，不但要进行激光扫描仪的校验，还要做好数码相机的校验，保证各项设施设备能够正确地操作。地面GPS设基准站。为了在航摄期间，能够在安装有激光测量系统的*行器飞行时，连续获取与机载GPS同步的观测数据，需要在地面布设GPS基准站，通过事后联合差分解并计算机载GPS的轨迹。需要注意的是，相邻的GPS基准站之间，较大的距离不能**过60km 。数据处理。构建数字化立体作业平台。根据激光扫描测量系统得到的数据来建立立体的模型，优化线路路径。该系统所产生的三维立体模型是真三维实体，可从不同角度，对同一地域进行观察。因此，以此立体模型作为选线平台，可以大大提高选线结果的可靠性。制作DEM,  *和正射影像图(DOM)。该工程采用的是V8软件，将激光点数据导人，设置分析参数后，系统会对数据进行自动分类，并明确划分地面、房屋、植被等，通过对比和分析得到更为准确的数据。采用数码影像和精度更高的激光数据，可以获取比传统方法更加精确的DOM。制作平断面图。在断面图绘制中，中线、边线断面及风偏危险点从DEM中自动提取。激光扫描测量系统所采集的点密度较大，精度较高，中线、边线断面可以同时获取DEM和*两种数据，可以达到更加贴近真实地表达效果。
4 结束语 
与相关的扫描技术相比，三维激光扫描技术还属于较新的技术，但是其应用范围比较广，并且有着更加精准的分析结果，所以备受各个行业的青睐，在未来也会有更加广泛的应用