3D激光测量技术的发展及其应用

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随着激光技术和电子技术的发展，激光测量已经从静态的点测量发展到动态的跟踪测量和3D立体测量领域。上个世纪末，美国的CYRA公司和法国的MENSI公司率先将激光技术发展到三维测量领域。其中，CYRA公司的3D测量技术着重于中远距离（50米－200米）目标的测量应用，可以获得6毫米到4厘米的测量精度，是针对建筑模型，地面施工，电站，船舶设计等大型项目的建模，监测应用；而MENSI公司则着重于短距离高精度的3D测量应用，由于可以达到0.25毫米的精度，为工业设计，设备加工，质量监测领域提供了全新的测量手段。在2000年的时候，美国宇航局（NASA）就已经在设计加工过程中成功的应用了3D测量技术。
现在，3D测量技术已经发展出更远的工作距离和更多的应用领域。I-SITE公司的3D激光扫描仪的工作距离已经达到了800米，适用于更大规模的现场监测，如露天煤矿等。3D激光测量也已经被应用到航空测量的领域，即激光雷达。传统的遥测技术包括卫星遥感，航空摄影测量等。但是卫星遥感技术规模浩大，成本高，约束条件多，缺乏灵活性。而航空摄影测量成本昂贵，设备要求高。相比之下，3D激光扫描设备可以在低空100米到450米的范围内对地面目标进行准确的3D测量，其精度可以达到10厘米。其低成本和灵活性将航测技术拓展到更多更广的范围。激光雷达不仅在军事上有广泛的应用，在水利，电力，交通，防洪，滑坡监测，林业等领域都有着非常广泛的应用前景。
3D激光测量对于软件处理有着很高的要求，需要使用专业的对测量信息进行处理，然后结合AutoCAD软件建模并应用。其工作步骤包括：测量，表面处理，软件拚接，三维建模，应用数据等。与传统的方式相比，3D激光测量有着极高的工作效率，可以大大加速工程的速度，监测并获得可靠的精度。
在土木工程，工业设计，地面模型，路桥设计，船舶建造，地理数据采集，现场保护，露天煤矿，建筑监测等很多领域3D激光扫描技术都获得了成功的应用。其高效率和低成本的特点获得了广泛的认可。例如，根据美国在高速公路，立交桥的施工过程中应用3D激光测量技术的经验，每个项目大约可以缩短工期4到6个月，而且不需要测量员进入公路，桥梁工作，目标路段依旧可以保持畅通。在保证高精度，节省成本的同时，还实现了最大的社会效益。