3D激光測量技術的發(fā)展及應用

 
        隨著激光技術和電子技術的發(fā)展，激光測量已經(jīng)從靜態(tài)的點測量發(fā)展到動態(tài)的跟蹤測量和3D立體測量領域。上個世紀末，美國的CYRA公司和法國的MENSI公司率先將激光技術發(fā)展到三維測量領域。其中，CYRA公司的3D測量技術著重于中遠距離（50米－200米）目標的測量應用，可以獲得6毫米到4厘米的測量精度，是針對建筑模型，地面施工，電站，船舶設計等大型項目的建模，監(jiān)測應用；而MENSI公司則著重于短距離高精度的3D測量應用，由于可以達到0.25毫米的精度，為工業(yè)設計，設備加工，質量監(jiān)測領域提供了全新的測量手段。在2000年的時候，美國宇航局（NASA）就已經(jīng)在設計加工過程中成功的應用了3D測量技術。  

       現(xiàn)在，3D測量技術已經(jīng)發(fā)展出更遠的工作距離和更多的應用領域。I-SITE公司的3D激光掃描儀的工作距離已經(jīng)達到了800米，適用于更大規(guī)模的現(xiàn)場監(jiān)測，如露天煤礦等。3D激光測量也已經(jīng)被應用到航空測量的領域，即激光雷達。傳統(tǒng)的遙測技術包括衛(wèi)星遙感，航空攝影測量等。但是衛(wèi)星遙感技術規(guī)模浩大，成本高，約束條件多，缺乏靈活性。而航空攝影測量成本昂貴，設備要求高。相比之下，3D激光掃描設備可以在低空100米到450米的范圍內對地面目標進行準確的3D測量，其精度可以達到10厘米。其低成本和靈活性將航測技術拓展到更多更廣的范圍。激光雷達不僅在軍事上有廣泛的應用，在水利，電力，交通，防洪，滑坡監(jiān)測，林業(yè)等領域都有著非常廣泛的應用前景。 
       3D激光測量對于軟件處理有著很高的要求，需要使用專業(yè)的對測量信息進行處理，然后結合AutoCAD軟件建模并應用。其工作步驟包括：測量，表面處理，軟件拚接，三維建模，應用數(shù)據(jù)等。與傳統(tǒng)的方式相比，3D激光測量有著極高的工作效率，可以大大加速工程的速度，監(jiān)測并獲得可靠的精度。  
       在土木工程，工業(yè)設計，地面模型，路橋設計，船舶建造，地理數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場保護，露天煤礦，建筑監(jiān)測等很多領域3D激光掃描技術都獲得了成功的應用。其高效率和低成本的特點獲得了廣泛的認可。例如，根據(jù)美國在高速公路，立交橋的施工過程中應用3D激光測量技術的經(jīng)驗，每個項目大約可以縮短工期4到6個月，而且不需要測量員進入公路，橋梁工作，目標路段依舊可以保持暢通。在保證高精度，節(jié)省成本的同時，還實現(xiàn)了最大的社會效益。  
       但是由于3D測量技術對于應用者的技術要求比較高，而且針對具體的應用需要設計專門的應用方案，在某種程度上也限制了該技術的廣泛應用。