地下人防工程激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取和精度分析

劉元志，周園

（湖南省第二測(cè)繪院）

1 激光掃描數(shù)據(jù)獲取方法

1.1 控制測(cè)量

地面激光掃描儀內(nèi)置GNSS/IMU，在地下空間幾乎無(wú)GPS信號(hào)的情況下利用慣導(dǎo)信息得到相對(duì)精度非常高的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，但它獲取的原始激光點(diǎn)云三維坐標(biāo)是系統(tǒng)自定義的坐標(biāo)系統(tǒng)，因此至少需要四個(gè)控制點(diǎn)將點(diǎn)云整體糾正到所需的坐標(biāo)系中。

基于HNCORS系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)RTK獲取地下人防工程出入口4個(gè)控制點(diǎn)，為進(jìn)一步保證精度，向地下人防工程布設(shè)2 個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)作為控制點(diǎn)，采取往返觀測(cè)方式，控制點(diǎn)精度優(yōu)于5cm。

1.2 地面激光掃描

地面激光掃描儀是在固定位置上通過(guò)水平方向360°、豎直方向一定角度旋轉(zhuǎn)掃描，再通過(guò)激光器測(cè)量的距離和旋轉(zhuǎn)角度，直接計(jì)算獲取地表物體的三維坐標(biāo)，形成激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本文使用的掃描設(shè)備Riegl VZ-2000i，可以實(shí)現(xiàn)360°×100°的掃描，發(fā)射頻率達(dá)1.2Hz，有效測(cè)量速率可以達(dá)到50 萬(wàn)點(diǎn)/s，測(cè)量距離達(dá)2.5km，測(cè)量精度為5mm，從而可快速、精準(zhǔn)的獲取高密度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

在地下空間GPS 信號(hào)弱的情況下，為了保證點(diǎn)云數(shù)據(jù)成果精度，本研究縮短了設(shè)站距離，保證各站掃描數(shù)據(jù)的重疊區(qū)域，從而保障了后續(xù)各站數(shù)據(jù)精準(zhǔn)拼接所需要的共面信息量，進(jìn)一步保證了地下人防工程點(diǎn)云數(shù)據(jù)的相對(duì)精度。

1.3 掃描數(shù)據(jù)拼接

掃描數(shù)據(jù)拼接結(jié)果決定了點(diǎn)云整體的相對(duì)精度。首先利用集成GNSS/IMU獲取的慣導(dǎo)信息進(jìn)行自動(dòng)粗拼接，即以設(shè)定已知站數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，未知站數(shù)據(jù)逐站拼接，通過(guò)各站的旋轉(zhuǎn)、平移形成相對(duì)位置穩(wěn)健的整體，然后進(jìn)行精密拼接，通過(guò)提取橫向、縱向、垂直方向等平面特征，進(jìn)行掃描站之間的精細(xì)擬合，平面特征數(shù)據(jù)集生成的平面標(biāo)準(zhǔn)偏差體現(xiàn)了精密拼接的精度?！?br>