همانگونه كه در اولایل ظهور سیستم های تعیین موقعیت GPS ، توتال استیشن ها و نرم افزار های فتوگرامتری

رقومی یك قابلیت لوكس و گران قیمت بودند در حال حاضر نیز به دلیل قیمت بالا ، این سیستم ها هنوز نه تنها در

كشور ما بلكه حتی در سطح جهانی استفاده از این ابزار هنوز رایج و متداول نشده است ولی مطمئنا این

تكنولوژی نیز به دلیل كاربردهای زیاد و قابلیت های بیشمار مانند سایر ابزار جدید جای خود را در بین جامعه نقشه

برداری پیدا خواهد كرد.

تقریبا تمام نقشه بردار ها با سیستم كار دستگاه توتال استیشن آشنایی دارند ، ابزاری كه با ثبت زاویه بین امتداد

 ها ، و اندازه گیری طول تا یك منشور امكان محاسبه مختصات نقاط نسبت به محل استقرار دستگاه را به كاربران

آن می دهد.

با توسعه دانش استفاده از لیزر امكان جدید دیگری به سیستم های توتال استیشن اضافه شد، دیگر برای اندازه

گیری طول از ابزار تا نقاط دلخواه نیاز به استفاده از منشور برای برگرداندن موج ارسال شده از ابزار نبود ، با اضافه

شدن این قابلیت در خیلی از زمینه ها مانند جاهای كه به راحتی در دسترس نبودند (مانند دیواره ها ، دره های

پرشیب و یا نقاط موردنیاز بر روی سازه های بلند و ...) امكان اندازه گیری و ثبت مختصات نقاط بسیار ساده تر

وسریع تر شد.

بر مبنای همین روش و عمل كرد ، خیلی زود ایده تولید اسكنر های سه بعدی در بین سازنده های ابزارهای نقشه

 برداری و تولید كنندگان ابزار های لیزری جا افتاد و سیستمی را تولید نمودند كه به صورت منظم كلیه نقاطی را كه

 در میدان دید دستگاه قرار داشت را اسكن می نماید و برای تمام نقاط مختصات تولید می كند و اصطلاحا ابری از

نقاط ایجاد می كند. حال هر یك از سازندگان این سیستم ها به دنبال تولید ابزاری با برد بلند تر و دقت اندازه گیری

طول و زاویه دقیق تر می باشند .

البته باید یاد آور شوم كه این ابزار مانند سایر ابزارهای نقشه برداری دارای محدودیت ها و قابلیت های خاص خود

می باشد كه به طبع نمی تواند جای گزین ابزار های موجود شود و فقط در زمینه های خاص می تواند قابل

استفاده باشد از مزایا این ابزار می توان به برداشت نقاط با سرعت زیاد (در برخی از مدل ها به 500 هزار نقطه در

ثانیه هم رسیده است ) قابل استفاده بودن در تاریكی مطلق ( چون عامل استفاده كننده عملا كار خاصی نیاز

نیست انجام دهد و نیازی به دیدن محل مورد اندازه گیری ندارد ) ،امكان ادغام اطلاعات با تصاویر و ایجاد سیستم

منو پلاتینگ(برای كاربرد های معماری ، باستان شناسی و.... )

این سیستم ها دارای محدودیت های نیز هستند مثلا از انجا كه فقط نقاط قابل مشاهده مستقیم قابل اندازه

گیری است عملا ابزار اندازه گیری مناسبی برای برداشت محل های كه دارای پستی و بلندی های زیادی است

نمی باشند و نمی تواند جای گزین ابزار توتال استیشن در زمینه برداشت توپوگرافی ساده در زمینه های تپه

ماهوری شود ( یا حداقل با توجه به قیمت بالای ابزار، اقتصادی نیست ) و یا این ابزار فقط به درد برداشت اطلاعات

می خورد و برای پیاده سازی و یا  تهیه شبكه مبنای ابزار مناسبی نیست .

و حال کاربرد لیزر در مدل رقومی زمین

 نمایش بعد سوم یا مولفه سوم مختصات برای بسیاری از کاربرد ها اهمیت اساسی دارد .اما نمایش بعد سوم

سطح زمین یعنی Z بر روی سطح مسطح کاغذ یا صفحه نمایش دشوار است . به همین دلیل نقشه برداران از دیر

باز تلاش کرده اند روش هایی را برای نمایش ارتفاعات روی نقشه ارائه نمایند . استفاده از هاشور ، سایه روشن ،

گامهای رنگی ، اعداد ارتفاعی و منحنی های میزان از جمله این روش ها محسوب می شوند .

یکی از کاربردهای عمده لیزر در مهندسی عمران استفاده از آن در تهیه مدل رقومی زمین است . با استفاده از

روش اسکن سه بعدی با لیزر که در واقع روش برداشت مستقیم نقاط است ، می توان به مدل سه بعدی رقومی

از زمین دست یافت ، روش کار به این صورت است که پرتو لیزر تحت زاویه خاصی به سمت منطقه مورد نظر

فرستاده می شود و پرتو های برگشتی از نقاط به طور منظم و به تعداد زیاد ثبت می شود . تعداد این پرتو های

برگشتی و در واقع تعداد نقاط ثبت شده آنقدر زیاد است که در محیطی مثل CAD نمایش داده می شوند ، به نظر

می رسد که سطح بازسازی شده است . این داده در اصطلاح ابر نقطه ای (point cloud) نامیده می شود .

دستگاه های لیزر اسکن دارای دو نوع هوایی و زمینی هستند یک لیزر اسکن هوایی سه عنصر اصلی دارد : GPS

 ، IMU و Laser Scanner . GPS دستگاهی است که موقعیت نقطه محل هواپیما را ثبت می کند ، IMU زاویه

حرکت هواپیما با نقطه زمینی را می دهد و مسافت یاب Laser فاصله ی بین هواپیما و نقطه زمینی را مشخص

می کند . برداشت نقاط بر اساس سه الگوی مختلف انجام می شود . بیضی ، دایره و زیگزاگ و همپوشانی

عرضی بین الگوها بستگی به دقت مورد نظر و طراحی پرواز دارد . در لیزر اسکن زمینی دستگاه بر روی سه پایه

سوار می شود و می تواند دور تا دور خود را به صورت استوانه ای برداشت نماید .

پس برخورد لیزر به منطقه مورد نظر ضریب انعکاس جسم تعیین می کند که چه مقدار از سیگنال منتشر شده به

لیزر بر می گردد . مقدار این انعکاس به طول موج لیزر بستگی دارد و خصوصا برای سطوح سیاه و سفید متفاوت

است . پرتو لیزر پس از انتشار ممکن است به موانعی برخورد کند، مثلا در لیزر اسکن هوایی در مناطق جنگلی ،

پرتو لیزر قبل از رسیدن به زمین به یک یا چند شاخه برخورد می کند ، این مسئله باعث می شود دو یا چند

انعکاس به مسافت یاب لیزری برگردد . اغلب سیستم ها قادرند تمام پالس های برگشتی را ثبت کنند . کاربرد ها

و استفاده های مختلفی از آنها بر اساس این اندازه گیری ها امکان پذیر است . البته تهیه مدل از سطح زمین بر

اساس اندازه گیری آخرین پالس است . اگر چندین پالس برگشتی وجود داشته باشد فقط آخرین پالس می تواند

به نقطه ای روی زمین تعلق داشته باشد . زیرا فاصله زمین از فاصله یاب از بقیه نقاط بیشتر است.برای کاربرد

های دیگر مثل تهیه مدل های سه بعدی شهر ، اولین پالس اهمیت بیشتری دارد و همچنین اولین و آخرین

انعکاس ها برای تهیه تراکم زیستی مورد نیاز است .

همانطور که ذکر شد انعکاس به جنس مواد بستگی دارد . سطوح طبیعی مثل گیاهان مقدار انعکاس بیشتری

نسبت به مواد ساخت بشر مانند آسفالت و بتون دارند . بنابراین به طور کلی ، تشخیص گیاهان و ساختمانها

امکان پذیر است . به کمک روش های filtering می توان نقاط مورد نظر را در موارد خاص استخراج کرد و تعداد نقاط

جمع آوری شده را برای هر کاربرد کاهش داد .لیزر اسکن در حقیقت فنی است که مختصات نقاط را به طور

مستقیم و به همراه زوایا و offset ها برداشت می کند .