论文三维激光扫描技术应用于高精度地形图绘制是适合地形图论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关等高线地形图开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要：三维激光扫描技术具有无接触、快速记录扫描对象表面的完整信息的特点,将其特点应用于地形测量中可有效地提高地形测绘的作业效率和成果精度.本文介绍了三维激光扫描技术应用于地形测量中的流程,对三维点云数据处理的关键问题进行了讨论；并通过实践案例做了具体介绍,最后进行了归纳和总结.
关键词：三维激光扫描；地形图
1 引言
三维激光扫描技术是测量领域的一项新兴技术,具有无接触、扫描速度快、采样率高、精度高、操作简单等特点,以“实景复制”的方式全面展示测区地形地貌情况.
2 三维激光扫描技术在地形测绘的优势
2.1 常规地形测绘的现状
常规地形测绘方法一般采用全站仪和GNSS RTK方式进行地形图测绘,这两种方式应用时间比较久,流程非常成熟,而且现在仪器较廉价,但也存在如下缺点：
（1）测量效率不高.常规测量方法通常需要测量人员到达测量点进行实地作业才能完成数据采集,对于大面积或不易到达的测区,通常需要耗费大量的人力、物力和时间,因而测量效率不高.
（2）测绘成果单一.常规地形测量通常采集的是离散点数据,对于内业人员来说无法对测区实际情况有详实的了解,往往需要与外业人员反复沟通；绘制出来的地形图以平面显示反映真实三维地形地貌,具有一定的片面性和局部性.
2.2 地面三维扫描技术的优势
随着计算机硬件、软件、制造工艺的快速发展,出现了专门用于测绘的三维激光扫描仪.三维激光扫描仪主要构造是由一台高速精确的激光测距仪,配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜.激光测距仪主动发射激光,同时接受由自然物表面反射的信号,从而可以进行测距,针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距,再配合扫描的水平和垂直方向角,可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标.有人称“三维激光扫描技术”是继GNSS技术以来测绘领域的又一次技术革命.
与常规地形测绘方式相比,虽然目前三维激光扫描数据采集和处理技术对硬件要求较高,仪器设备相对昂贵,但其优点也非常突出：
（1）无接触测量.三维激光扫描技术对施测区域无接触扫描测量,直接获取扫描区域内地形地物空间三维信息和其他属性信息,反映测区的全面真实地形地貌；对于一些人力难以或更不不能达到区域尤为适用,这都是常规测量方式无法比拟的.
（2）扫描速度快.目前,三维激光扫描系统扫描速度最高已达百万点每秒,对于逐点测量这种常规测量来说是无法企及的.
（3）分辨率高.三维激光扫描可以进行高质量、高密度扫描,测点精度和扫描点间距可以到毫米级.
（4）应用广泛、适应性强.由于三维激光扫描具有卓越的技术特点,因此其在工程建设各领域应用日益广泛.而且该技术对使用条件要求不高,可以全天候作业,适合野外作业.
3 点云数据处理
应用三维激光扫描技术完成外业数据采集后,还需用专门的软件对获取的大量点云数据进行处理,才能得到最终成果.其中点云数据处理主要包括以下四个环节.
（1）点云拼接.由于外业数据采集时,受到测区通视条件影响,同时三维激光扫描仪扫描范围也有限,通常不能够一站覆盖整个测区,而是需要进行多站扫描,最终实现多站点云数据的拼接.
（2）点云过滤.
（3）坐标系的统一.
（4）地形（貌）特征点（线）提取.
4 应用实倒
采用天宝最新推出的TX8三维激光扫描仪在某小区进行三维激光扫描.小区内树木繁茂,通视条件不佳.一台外业设备,一人四小时完成12万平方米区域扫描,数据处理及内业地形图绘制一人三天即可完成,充分体现了三维激光扫描技术在地形测绘中作业效率高、成图精度高的优势.
4.1 数据采集
天宝TX8采用脉冲波技术,在扫描速度百万点/秒情况下,120米测程保持测距精度优于2mm,保证了扫描数据的精度；在18%-90%反射率条件下扫描得到>等于80%的数据,保证了测区信息的完整性；采用天宝专有的“Lighting”技术,在扫描过程中平滑点云数据、抑制噪声,使得扫描出的点云非常纯净,大大减少了内业滤波时噪点删除的工作量；360°×317°超大扫描视场角,保证一次扫描范围更广,可有效减少测站数,提高外业作业效率.
在测区均匀布设了7个图根控制点,扫描过程中同时对这些图根控制点上的标靶也进行扫描,总计扫描了38站.部分扫描点云数据.
4.2 点云数据处理
点云数据拼接.采用天宝RealWorks软件的“无目标自动拼接”功能实现不同测站点云数据拼接,拼接总体精度在2.6mm.利用4个图根控制点进行坐标转换,内符合精度在7mm.
地形（貌）特征点（线提取）提取.利用天宝RealWorks软件“特征点绘制”工具、“多义线绘制”工具可以在点云中进行地形（貌）特征点（线提取）提取.
地形图绘制、编辑、成图.将选取好的特征点（线）导入到第三方绘图软件中进行地形图绘制、编辑、成图,如图5所示.利用全站仪在实地采集地貌特征对最终形成的地形图做了精度检测,检测精度均小于5cm,满足地形测量的要求.
5 结语
地面三维激光扫描可以在无遮挡情况下长距离、大范围、无接触得到地貌地物特征点坐标；同时能够得到所扫描区域完整空间信息和相关属性信息,内业人员可以轻松从扫描点云数据中提取出想要的信息；变更比例尺时,只需按规范提取相应的特征点即可；一次扫描能够生成多种成果,可以提供高精度的DEM、三维模型、浏览视频等增值产品,实现对数据的充分利用.利用三维激光扫描技术进行地形测量势必会成为新的发展方向.
参考文献：
[1]张启福,孙现申.三维激光扫描仪测量方法与前景展望.北京测绘：2011.（1）：39-42
[2]尹婷.三维激光扫描数据处理技术的研究.硕士学位论文.2010.武汉理工大学.
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总结:此文是一篇地形图论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
参考文献：
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