1 引言
三维激光扫描技术是近年来发展起来的新型测量技术，可以在非接触情况下直接获取待测点的三维点坐标，可以快速、高效地获取目标物高精度、高密度的表面信息，可为铁路外业勘测提供足够的高精度数据，并且可以在测绘人员无法到达的区域采集相关数据，减少了外业工作量和测量难度，提高了测绘精度。
2 铁路定线
铁路定线测绘工作中，主要包括中线测设、横断面测绘和土方量计算等工作，现阶段主要采用 GPS-RTK 和全站仪相结合的方式进行数据采集，但在山区隧道的进出口位置，往往地势陡峭，人员无法到达，全站仪无棱镜方式只能单点采集，无法精确定点采集。铁路中线和横断面测绘精度要求如表 1 所示。
注：L 为测量点位到中线的距离m；H 为测量点位相对于该断面里程的中线高程m。
3 P40 三维激光扫描仪简介
根据表2 各项参数，分别按照扫描仪标称定向最大距离75m，扫描距离250m，测角误差8″，对中误差0.002m，扫描范围内快速控制点平面误差0.01m，四等高程误差按0.002m 计算,得到三维激光扫描点位的平面误差小于0.02m，高程误差小于0.01m，满足铁路定线要求。
使用的配套软件是Cyclone和3D Reshaper，软件主要功能是进行点云的拼接、点云“去燥”、抽稀和后续处理等，处理完成后进行一系列的数据成果输出。
4 工程实例
选取新建西安—十堰铁路某个隧道出口，事先在工作范围内确定控制点，控制点采用GPS-RTK 方式进行测量。现场共布设4 个控制点，两两通视，并在工作人员能够到达的区域采用常规方法获取中线和横断面数据，在与实测比较的基础上，提供满足精度要求的测绘成果，以满足设计要求。
控制点平均间距为140m，扫描仪现场共采集4 站数据，架设靶标进行定向，数据采集完成后，分别利用Cyclone 软件和3D reshaper 软件进行数据处理，并进行相关比对。
4.1 扫描点云数据处理先用
“P40-Data Copy”软件将点云从仪器中导出并备份，然后将点云导入Cyclone进行拼接和“去燥”，在处理后的点云的基础上生成TIN模型并计算填挖方量。
4.2 中线提取精度比对
根据导入的设计中线，在点云中提取相应里程的高程，并与常规方法得到的成果进行比对，统计结果见表3。
结论：三维激光扫描仪提取的中线高程与常规方法获取的高程较差最大为0.08m,满足规范要求的0.1m 的限差要求。
4.3 横断面测量精度对比
在设计中线上，按照里程分布，布设断面，采用GPSRTK 技术按照规范要求进行施测，记录数据，并对点云数据进行处理，得到指定里程的断面数据，并绘制成断面，与实测断面按照 TB 10101—2009《铁路工程测量规范》中横断面的检测要求进行检查，抽检4个横断面，总计22个断面点，统计结果如表4 所示。
结论：三维激光扫描仪提取的断面高程与常规方法采集的高程较差最大为 0.09m,满足规范要求的限差要求。
4.4 提供相应成果
比对结果表明，三维激光扫描仪完全可以用于铁路定线的测绘工作，可对工作人员无法到达区域的中线和横断面进行测量并对土石方量进行计算等。
5 结语
本文提出利用激光三维扫描仪进行铁路定线测绘工作，特别针对工作人员无法到达的陡峭区域有很好的应用前景，通过项目实测结果比对可以得到以下结论：（1）三维激光扫描技术在铁路定线的特殊地形能够发挥其优势，在中线提取、横断面提取等方面能够满足规范要求的限差要求；（2）结合导入的设计线条，可以提取任意里程的高程和横断面数据，根据设计基准面，可以精确提供任意区域的超欠挖土方量。
