地面三维激光扫描技术外业数据采集方法研究.docx

地面三维激光扫描技术外业数据采集方法研究
地面三维激光扫描技术外业数据采集方法研究
摘要：随着地理信息系统（GIS）和测绘技术的迅猛发展，地面三维激光扫描技术逐渐成为地理信息数据采集的重要手段之一。本文主要研究地面三维激光扫描技术在外业数据采集中的应用方法，包括数据采集设备的选择、数据采集路径的规划、数据后处理等环节，旨在提供科学的外业数据采集方法，提高地理信息数据的质量和效率。
关键词：地面三维激光扫描技术；外业数据采集；数据采集设备；数据采集路径；数据后处理
1引言
随着地理信息技术的快速发展，包括地球形状、地表地貌、房屋建筑等信息的三维数据已成为各个领域研究和应用的重要基础。地面三维激光扫描技术是一种快速、高精度的数据采集方法，其广泛应用于测绘、土地规划、城市管理等领域。
2数据采集设备的选择
地面三维激光扫描技术的核心设备是激光扫描仪。在选择激光扫描仪时，需要考虑以下几个方面的因素：扫描精度、扫描速度、激光点密度、工作距离等。扫描精度决定了采集到的数据的精度级别，扫描速度则影响了数据采集的效率，而激光点密度和工作距离则决定了实际采集范围。
目前市场上主要有固定式和便携式两种类型的激光扫描仪。固定式激光扫描仪通常用于大范围区域的数据采集，适用于城市规划、电力巡检等需要大面积覆盖的应用场景。便携式激光扫描仪则适用于小范围高精度数据采集，如建筑物立面、矿区巷道等需要快速定量测量的场景。
3数据采集路径的规划
在进行外业数据采集时，需要规划采集路径，以确保采集到完整的地理信息数据。数据采集路径的规划需要考虑以下几个因素：场地的形状和大小、地物的分布和密度、采集时间、系统的扫描速度等。
在选择采集路径时，应尽量选择路径覆盖面积较大的区域，以减少数据采集次数，提高效率。同时，应尽量避免遮挡物、挡住扫描仪的视野，以确保采集到的数据完整。另外，在选择扫描路径时，还需要注意避免重复扫描同一区域，造成数据冗余。
4数据后处理
地面三维激光扫描技术采集到的原始数据通常包含大量的噪声和冗余信息，需要进行后处理，提取和提炼有效的地理信息数据。常见的数据后处理方法包括数据滤波、数据拼接和数据配准。
数据滤波是通过一系列滤波算法，将原始数据中的噪声和冗余信息滤除，提高数据的质量和精度。常见的数据滤波算法包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
数据拼接是将不同位置和角度采集到的数据进行拼接，形成完整的地理信息数据。数据拼接需要考虑到数据的坐标系、坐标精度以及数据之间的匹配和配准等问题。
数据配准是将多次采集的数据进行对齐，保证数据的准确性和一致性。数据配准常用的方法包括基于地标点的配准和基于特征匹配的配准等。
5结论
通过研究地面三维激光扫描技术外业数据采集方法，本文提供了一套科学的数据采集流程，包括数据采集设备的选择、数据采集路径的规划和数据后处理等环节。这些方法可以有效提高地理信息数据的采集效率和质量，为地理信息研究和应用提供重要支撑。
参考文献：
[1]徐洪光.地面三维激光扫描测量技术综述[J].浙江科技学院学报,2011,30(3):266-269.
[2]HeD,XuL,JainPK.AnovelwaytoextractDEMandorthoimagefromALSdata[J].2012.
[3]TangT,JianW,DengC,etal.ACoastalTerrainAnalysisMethodDerivedfromAirborneLiDARDataandAerialImagery[J].2012.