城市的建设和发展带动了各种工程项目的增加，项目建设过程中避免不了的是各种土方工程，例如土方开挖、运输和回填、给排水和土壁支撑等工作；在这其中，场地平整、坑槽开挖、路基填筑及基坑回填等是最为常见的。

为了合理的安排工程进度，准确计算工程费用，提供工程质量，通常需要高效、准确地计算土方量。而土方表面数据点采集的速度、精度以及采集点拟合目标表面的精细程度和土方量计算的方法将直接影响土方量计算的效率和精度。三维激光扫描技术作为一种非接触式、高精度、高效率、全方位的新型测绘技术，可在土方测量中有着巨大的应用潜力。

项目测试概况

目前土方测量常用工作设备有全站仪、RTK、地面三维激光扫描仪、无人机等，受客户委托，为演示三维激光扫描技术在土方测量中的应用优势，选取客户园区内的某处芦苇丛里进行实验。由于该测区比较小，对照组采用灌水法测量土坑体积。

在测试前挑选了三处地势较为平坦的地方，先对地表的浮土、石块、杂物等予以清除，再对地面进行微调，去除地面较高部分的土壤，尽量做到表面整体平整，从而保障注水法的作业精度要求。

▲ 工作人员处理测试现场

测试实施步骤

由于当天天气原因，此次测试主要采集了两处坑体的体积进行对比灌水法和三维激光扫描技术的测量结果。

首先将座板固定于整平后的地表，用天宝 X7三维激光扫描仪获取地面数据，由于底板具有一定的高度，为确保采集数据完整，本次采集分别在测试范围左右两侧架站，每站工作时间大约2分半，配备外业平板，可以实现数据自动拼接和实时查看采集数据。

▲ 天宝X7三维激光扫描仪采集表面数据

天宝 X7三维激光扫描仪表面数据采集完成后，将聚乙烯塑料薄膜沿环套内壁及地表紧贴铺好。取整桶水，称得去皮重量，记录数值，再往测试范围内注水，为保障注水法的精度，注水期间尽量保证每滴水都不撒到外面，至刚满不外溢为止，称重得到去皮后的所剩水的重量，记录数值，前后数值相减得到注入表面的水的重量。

▲ 工作人员使用灌水法采集表面数据

表面数据采集完后，在保持座板原固定状态下,将聚乙烯塑料薄膜盛装的水排至对该试验不产生影响的地方，将薄膜揭离底板后，工作人员利用工具，随机挖出坑体。

用天宝 X7三维激光扫描仪倒置采集坑体体积数据。得益于天宝 X7三维激光扫描仪的Trimble X-Drive双垂直偏转驱动系统，当将仪器设置在垂直轴任意一侧不超过10°的工作范围内以进行竖直或倒置扫描时，自动整平系统具有测量角度补偿，扫描水平测量等级补偿精度优于3”。每次进行扫描工作之前，天宝 X7三维激光扫描仪都会自动校准和整平，以确保在所有环境条件下数据质量均一，实现准确的现场配准。

▲ 天宝X7三维激光扫描仪倒置采集坑体数据

▲ 外业平板现场查看点云数据

待天宝 X7三维激光扫描仪采集工作结束后，将聚乙烯塑料薄膜沿坑底、坑壁密贴铺好，在往薄膜形成的袋内注水时，牵住薄膜的某一部位，一边拉松，一边注水，使薄膜与坑壁间的空气得以排出，从而提高薄膜与坑壁的密贴程度。重复表面注水的流程，得到注入坑体的水的重量。

▲ 工作人员使用灌水法采集坑体数据

测试成果

天宝 X7三维激光扫描仪内业使用TBC软件，生成测试表面和坑体的三角网模型，以表面模型为基准，做超欠挖分析，并输出报告。

▲ 1号坑体体积报告

▲ 2号坑体体积报告

以下是注水法和三维激光扫描仪测量的结果对比表：

测试总结

通过对比三维激光扫描技术和传统灌水测量方式在土坑体积测量中的采集精度、作业时间、人工成本等方面的不同，三维激光扫描技术数据采集效率高、劳动强度小、采集的点云数据满足土方测量精度要求，能更加真实地反映现场的地形地貌。

天宝 X7三维激光扫描仪凭借毫米级精度以及配套TBC内业软件强大的海量数据处理能力和便捷的三角网构建及体积计算功能，使得土方测量更加简单，有力地保障了数据成果的准确度，为后续的相关工程规划提供了可靠的数据支持，在土方测量领域具有很高的实际应用价值。