三维激光扫描技术在土木工程领域的应用
非接触式测量方法是利用某种与物体表面发生相互作用的的物理现象来获取三维信息，根据测量原理的不同可以分为：反射式和投射式两类，在反射式中根据采用媒介的不同又可分为：光学测量、超声波测量、电磁测量等方式，其中较为成熟的是光学测量，包括三角形法、激光扫描、结构光法、莫尔条纹、摄影视觉图像处理等方法。如图１．１所示。
其中，透射式测量方法主要以ＩＣＴ（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｍｐｕｔｅｒＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）测量机为代表，ＩＣＴ是医学ＣＴ技术向工业界的拓宽和延展，观测结果为一系列的断面图像切片和数据，主要用于在不破坏工件的前提下对工件的内部结构进行测量。
使用反射式测量方法的三维工业测量系统主要有：经纬仪工业测量系统、近景数字摄影测量系统、激光跟踪测量系统等，本文研究的主要对象一地面三维激光扫描系统也属于这一范畴。以上各系统的原理及特点归纳总结如下：
１）经纬仪工业测量系统以空间交会三角测量原理为基础，采用多经纬仪组
合，结合精密定向技术，理论上可实现１０ｕｍ／ｍ的精度，且便于携带，
但测量效率低，需人工瞄准，工作强度大，测量结果易受到人为因素影响。代表设备有美国制造的解析工业测量系统＿ＡＩＭＳＲＴ。
２）近景数字摄影测量系统采用类似于经纬仪系统的空间交会三角测量模
型，不同的是它采用高性能数字成像器作为传感元件，结合图像处理及模式识别技术实现对目标物体的自动识别、瞄准和测量。优点是测量过程实现了自动化，消除人为误差，有效提高了测量的精度，施测周期短，
测量效率大大提高。我国近景数字摄影测量系统一般精度较低，但也得到较多的应用并卓有成效，如北京市测绘设计研究院将其用于测绘大飞机外型；武汉测绘科技大学将其用于葛洲坝船闸变形监测、龙口及上下游水面流速动态测量等。
３）激光跟踪测量系统是建立在激光干涉长度测量和角度精密测量基础上
的极坐标测量系统。该系统是基于空间极坐标测量原理，给定点的坐标由跟踪头输出的两个角度，即水平角Ｈ和垂直角Ｖ，以及反射镜到跟踪
头的距离Ｓ来计算，它具有快速、动态、精度高等优点，在航空航天、
机械制造、核工业等测量领域应用广泛，Ｌｅｉｅａ公司、ＡＰＩ公司、以及ＳＭＸ公司都先后推出了各具特色的激光跟踪测量系统。
４）三维激光扫描系统也是建立在长度精密测量和角度精密测量基础上的
极坐标测量系统，具有快速、动态、精度高的优点，它通过用户主动设置扫描区域、扫描间隔等参数进行自动化扫描，扫描数据的单点位精度可达到毫米级。目前国内外使用较多的设备有Ｌｅｉｅａ的ＨＤＳ系列、北京