地面三維激光掃描技術(shù)在建筑物立面測(cè)繪中的應(yīng)用

李瑩

【摘要】三維激光掃描技術(shù)為測(cè)繪領(lǐng)域中的最新技術(shù)，能夠被應(yīng)用在測(cè)繪行業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，三維激光掃描技術(shù)不僅僅能夠?qū)y(cè)繪環(huán)境進(jìn)行全面改善，還能夠提升工作效率，但建模及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理還需要測(cè)繪技術(shù)人員加強(qiáng)研究力度。三維激光掃描技術(shù)在建筑立面測(cè)繪當(dāng)中的有效應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)不能達(dá)到的效果。文章將著重分析三維激光掃描技術(shù)在建筑物立面測(cè)繪中的有效應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】三維激光掃描技術(shù);建筑物立面測(cè)繪;有效應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)能夠在不接觸測(cè)量目標(biāo)的基礎(chǔ)上迅速獲取物體表面的三維坐標(biāo)，利用軟件處理對(duì)真實(shí)三維模型實(shí)體進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)，此技術(shù)又被稱為實(shí)景復(fù)制技術(shù)。采用三維激光掃描技術(shù)獲取的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)一般被稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠快速并實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)性的反映事物的真實(shí)狀態(tài)，為數(shù)字模型的科學(xué)建立提供全新技術(shù)手段。和激光測(cè)距技術(shù)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的測(cè)量方式進(jìn)行比較，三維激光掃描技術(shù)能夠讓傳統(tǒng)人工單點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)性自動(dòng)獲取批量數(shù)據(jù)，此技術(shù)的應(yīng)用上不僅僅能夠?qū)y(cè)量速度提升，還能夠?qū)y(cè)量密度及精度提升，這是目前國(guó)內(nèi)外測(cè)繪領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

1、地面三維激光掃描儀在建筑物立面測(cè)繪中的有效應(yīng)用

文章從某一小區(qū)進(jìn)行測(cè)繪分析，外業(yè)測(cè)量工作需要進(jìn)行測(cè)量區(qū)域內(nèi)的房屋平面、窗臺(tái)、房屋基礎(chǔ)標(biāo)高、屋面標(biāo)高等進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完畢之后繪制立面圖。下文將從外業(yè)測(cè)量及內(nèi)業(yè)處理兩部分內(nèi)容進(jìn)行。

1.1進(jìn)行外業(yè)測(cè)量

圖根控制工作主要進(jìn)行高程控制測(cè)量、平面控制測(cè)量，這幾種測(cè)量是立面測(cè)繪及地形圖測(cè)量的重要基礎(chǔ)。整個(gè)測(cè)繪工程中的基礎(chǔ)工作為地形圖測(cè)量，采用常規(guī)方式進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行情況確定好比例，進(jìn)行全面的測(cè)量及控制。

房屋立面測(cè)量在進(jìn)行中，需要對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)部進(jìn)行勘察，經(jīng)過勘察得知道路兩邊的視野比較寬闊，能夠?yàn)榈孛婕す鈷呙鑳x的架設(shè)及數(shù)據(jù)采集奠定有力基礎(chǔ)。區(qū)域內(nèi)部的大部分建筑物時(shí)間較長(zhǎng)，非常老舊，樓宇之間的間距比較小，很多建筑物第一層到第二層出現(xiàn)了棚房搭建的情況，小區(qū)內(nèi)部的樹木枝繁葉茂，對(duì)于建筑物遮擋非常嚴(yán)重，大部分建筑物陽臺(tái)一般為自動(dòng)封閉設(shè)置，墻壁上的窗戶一般需要工作人員去建筑物內(nèi)部進(jìn)行有效測(cè)量，這會(huì)讓三維激光掃描儀使用難度提升，在測(cè)量當(dāng)中需要利用全站儀或是鋼尺對(duì)測(cè)量起到輔助性作用，并進(jìn)行測(cè)量區(qū)域相關(guān)數(shù)據(jù)的全面采集。

1.2進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理

內(nèi)業(yè)處理的主要工作為常規(guī)內(nèi)業(yè)處理、三維掃描儀內(nèi)業(yè)處理，常規(guī)測(cè)量的主要工作為圖根資料的解算及地形圖測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)解算，下文將重點(diǎn)對(duì)本次測(cè)繪工作中的數(shù)據(jù)解算進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.2.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)的有效處理

外業(yè)采集過程中的多站點(diǎn)云數(shù)據(jù)一般需要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拼接，然后去除噪聲。這部分工作處理的關(guān)鍵性在于點(diǎn)云除燥環(huán)節(jié)的有序進(jìn)行，激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)測(cè)量工作主要有噪聲的測(cè)量、系統(tǒng)噪聲與噪聲數(shù)據(jù)的分析等相關(guān)內(nèi)容，噪聲一般會(huì)被認(rèn)定為系統(tǒng)噪聲及隨機(jī)噪聲，能夠在軟件的使用基礎(chǔ)上進(jìn)行噪聲的自動(dòng)清除，但部分工作仍然需要 進(jìn)行手工操作。進(jìn)行手工操作的效率以及精確性一般會(huì)與工作人員對(duì)于數(shù)據(jù)的掌握情況及對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)的了解情況有著非常大的關(guān)系。下圖1為點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理步驟：

1.2.2進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

常規(guī)測(cè)量及三維激光掃描處理結(jié)果應(yīng)該全部歸功于制圖坐標(biāo)體系中的二維XY形式當(dāng)中。

1.2.3進(jìn)行立面制圖

通過CAD的有效應(yīng)用，對(duì)經(jīng)常使用的窗戶、陽臺(tái)、通道及閘門等進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，在滿足測(cè)量及建筑物設(shè)計(jì)基本要求的情況下需要保證工作人員審美及作業(yè)習(xí)慣。專門設(shè)計(jì)的立面圖能夠從建筑物立面圖比例尺實(shí)際變化上進(jìn)行有效調(diào)整，能夠確立面圖的出圖效果。

2、項(xiàng)目總結(jié)

在本次項(xiàng)目測(cè)量當(dāng)中，利用三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ㄖ锪⒚孢M(jìn)行測(cè)量，并能夠在此技術(shù)的應(yīng)用下將測(cè)量效果全面提升，能夠得到建筑物立面點(diǎn)坐標(biāo)，將建筑物立面測(cè)量精確度提升。表面比較復(fù)雜的物體在實(shí)際測(cè)量中，能夠展現(xiàn)較強(qiáng)的細(xì)節(jié)優(yōu)勢(shì)。測(cè)量過程中需要對(duì)以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行全面把握。

（1）外業(yè)測(cè)量中，需要選擇合理的外業(yè)測(cè)量方案，作業(yè)開始之前需要對(duì)測(cè)量地進(jìn)行實(shí)地勘察，保證測(cè)量方案的科學(xué)性，確保作業(yè)設(shè)備能夠滿足作業(yè)要求，對(duì)于建筑區(qū)域比較復(fù)雜的建筑物測(cè)量，激光掃描儀具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但也有一部分建筑區(qū)域不能促使激光束到達(dá)，需要根據(jù)實(shí)際情況采取必要的常規(guī)測(cè)量方式進(jìn)行結(jié)合測(cè)量。

（2）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)在處理過程中必須保證工作人員專業(yè)知識(shí)能夠符合要求，并且需要安排工作人員進(jìn)行測(cè)量區(qū)域狀況的熟悉，并且工作人員在了解情況的同時(shí)還需要保證外業(yè)及內(nèi)業(yè)工作任務(wù)的有效同時(shí)進(jìn)行。

（3）測(cè)站周圍環(huán)境若比較復(fù)雜，就需要對(duì)模型進(jìn)行合理選擇，很多時(shí)候需要將各種模型進(jìn)行結(jié)合，將路徑誤差進(jìn)行消除或是削弱，保證三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確度及正確性。

（4）地面激光測(cè)量技術(shù)在使用過程中，能夠?qū)ㄖ锿饬⒚孢M(jìn)行測(cè)量，并能夠獲取多種外立面測(cè)量結(jié)果，這為不同測(cè)量及表現(xiàn)形式奠定了有力基礎(chǔ)。與此同時(shí)，還能夠?qū)?shù)據(jù)成果精確度要求全面提升。

3、地面三維激光掃描技術(shù)未來發(fā)展

地面三維激光掃描技術(shù)在國(guó)內(nèi)及國(guó)外應(yīng)用力度不斷增強(qiáng)，此技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸被普及，在各大工程領(lǐng)域當(dāng)中都能夠表現(xiàn)較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，這是信息事業(yè)及科學(xué)技術(shù)的新型技術(shù)革新。地面三維激光掃描技術(shù)本身工作效率較高，具備較強(qiáng)精確度，采樣率較高，還具備其他技術(shù)不具備的非接觸優(yōu)勢(shì)，在測(cè)繪領(lǐng)域中的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆Ｋ裕窈蟾黜?xiàng)工程的有效不斷實(shí)踐中，需要將此技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷拓廣，將其作用及優(yōu)勢(shì)能夠最大程度的發(fā)揮在測(cè)繪領(lǐng)域當(dāng)中，展現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，例如土方測(cè)量對(duì)于此技術(shù)的有效應(yīng)用。除此之外，相關(guān)處理軟件及配套功能的開發(fā)及研究工作也需要不斷開展。

結(jié)語：

三維激光掃描技術(shù)在建筑立面測(cè)繪中已經(jīng)被有效應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用已經(jīng)將外業(yè)測(cè)繪工作效率全面提升，能夠?qū)⑼鈽I(yè)工作人員工作強(qiáng)度大大減輕，還能夠?qū)ν鈽I(yè)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行全面改善，這不僅僅能夠?qū)⒐ぷ餍侍嵘€能夠進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)被大范圍推廣使用。

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