三维激光扫描仪具有适用范围广，测量速度快、精度高，操作方便以及可以实现与计算机设备的信息交互等优势，在地形测量、道路测量、古建测量、复杂结构测量、空间结构测量等工程中被越来越多地应用。本文在理解和熟悉三维激光扫描技术原理和作业流程的基础上，重点对随州南站站房、杭州萧山国际机场、国家速滑馆三个工程中三维激光扫描技术的应用流程和应用效果进行分析，在感受到三维激光扫描技术的优越性的同时，也总结了目前阻碍其应用的诸如使用成本高、数据处理时间长、数据容易出错、精度难以校准等问题，并提出了针对性的措施建议。希望能够降低三维扫描技术的使用成本，提高使用成效，让三维扫描技术能够在越来越多的工程中发挥其优越的性能，助力我国建筑业的智能化、工业化发展。
Key words: 3D laser scanning technology; Engineering survey; Data splicing目录
一、引言 1
（一）传统工程测量技术 1
1.工程测量的定义 1
2.工程测量的重要性 1
3.传统工程测量仪器的优劣势分析 1
（二）三维激光扫描技术 2
1.适用范围广 2
2.测量速度快，精度高 2
3.操作方便 2
4.可以实现与计算机设备的信息交互 2
（三）本文研究内容及思路 2
二、三维激光扫描技术的工作原理和作业流程 3
（一）三维激光扫描仪工作原理 3
（二）三维激光扫描技术作业流程 4
1.外业作业 4
2.内业作业 4
三、三维激光扫描技术应用案例 5
（一）在随州南站站房复杂形体膜结构收边件加工中的应用 5
1.工程概况与难点 5
2.三维激光扫描应用过程 6
3.三维激光扫描应用效果 6
（二）在杭州萧山国际机场超大空间双曲面吊顶测量中的应用 6
1.工程概况与难点 6
2.三维激光扫描应用过程 7
3.三维激光扫描应用效果 7
（三）在国家速滑馆工程质量管理中的应用 7
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工程概况 7
2.三维激光扫描应用过程 8
3.三维激光扫描应用效果 8
四、三维激光扫描技术应用阻碍及改进措施 8
（一）应用阻碍 8
1.使用成本高 8
2.数据处理时间长 9
3.数据容易出错 9
4.精度难以校准 9
（二）解决的方案 9
1.使用成本高的解决方案 9
2.数据处理时间长的解决方案 9
3.数据容易出错的解决方案 9
4.精度难以校准的解决方案 10
五、结语 10
致谢 10
参考文献 10
一、引言
（一）传统工程测量技术
1.工程测量的定义
工程测量广义来说是指在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术。工程测量按工程推进程序可以分成规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。规划设计阶段主要是为工程设计提供所需要的地形资料。施工兴建阶段主要按照设计要求在实地精准的标定建筑物各个部分的平面位置和高程来供施工与安装的使用。通常需要先建立施工控制网，然后按工程的需要来进行各项测量工作。运营管理阶段主要用于建筑物外围和内部结构、设备等的监测。
2.工程测量的重要性
工程测量工作对于整个建设项目的顺利推进和施工质量保证起着至关重要的作用。
（1）工程测量可以为工程设计提供图纸资料依据，例如明确建设范围周边的情况，建设范围内有没有城市地下管线，对勘探和机械设施会不会造成影响。如果不进行测量工作得到各种比例的地形图和管线探测图，后续的工程设计就会因为缺乏可靠依据而无法进行。
（2）工程测量确保建筑施工定位、放样的准确性。在施工过程中，首先就会对建筑物、构筑物进行实地定位放样。需要根据建筑物的用途、工艺流程以及同一个建筑物的不同部位确定定位放样精度，精度太宽容易引起较大的施工误差导致质量安全事故，精度太严则会增加测量工作量和难度，影响施工效率。
（3）合适的工程测量精度确保工程进度、质量、安全目标按期完成。建筑物竣工时所发生的定位误差是由施工误差以及测量放样误差造成的。每一种建筑物或者同一个建筑物的不同建筑部位对放样精度要求是不一样的，所以需要考虑施工现场条件和施工程序方法，分析建筑物是否必须直接从控制点放样，还是可以利用彼此间的几何联系推导而来，从而加快放样速度和质量，从而间接提高工程施工的速度和质量。
3.传统工程测量仪器的优劣势分析
目前工程测量常用的测量仪器有水准仪、全站仪和GPS，在实际使用过程中它们各有优劣势。
（1）GPS
GPS的优点是适合用在地形稍微复杂的地区，操作过程简单，但是精度较低，在对精度要求高的地方不能很好的发挥作用，且测量区域上方不能有遮挡物，否则会屏蔽卫星信号，故在树木茂盛或电线多的地方等不宜使用。
（2）全站仪
全站仪测量精度高，但是仪器本身比较重，操作技术要求高，需要有人配合跑镜，在地形复杂地区和天气恶劣的条件下无法进行测量工作。且全站仪需要每年校准，否则精度易出错。
（3）水准仪
水准仪上手较GPS、全站仪快，且其精度有保证。但是当塔尺在4m以上或者三级风以上时其精度也难以保证，且错误较为隐蔽不易发现。特别是测量对象纵坡较大时需要不断换站，容易出现其中一站数据错误导致整个工作白干的情况。
总体而言，全站仪和水准仪的测量精度高，但不能适应全天候、全地形作业，且测量时需要多人配合，人力资源消耗大，而GPS虽然能弥补全站仪、水准仪的劣势，但精度相对较差，且容易受强电磁的干扰，当地形顶面有大面积遮挡时无法实施测量。
（二）三维激光扫描技术
鉴于上述传统工程测量仪器在使用过程中存在的诸如精度低、全天候、全地形测量受限制、需多人配合等不足的情况，三维激光扫描仪因其优越性逐渐被运用到工程测量领域。三维激光扫描仪是通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标的仪器。三维激光扫描技术是通过三维激光扫描仪对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的三维数据；对获取的数据进行处理、计算、分析；进而利用处理后的数据从事后续工作的综合技术。与传统的工程测量技术相比，三维激光扫描技术具有如下优点：

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