三维激光扫描技术在嘉兴某工程中的应用
发布日期:2023-11-01
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作者:Li
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三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据,可以快速、大量的采集空间点位信息,为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。

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与传统测量技术相比,三维激光扫描技术由于无需接触扫描目标,可以用于解决危险目标、环境(或柔性目标)及人员难以企及的情况,具有传统测量方式难以完成的技术优势;同时,数据采样率极高,目前采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数十万点/秒,是传统测量方式难以比拟的;此外,三维激光扫描技术采用主动发射扫描光源,可以不受扫描环境时间和空间的约束,快速、高精度获取海量点云数据,对扫描目标进行高密度的三维数据采集,数据分辨率极高。

外业数据采集
首先对所采集的区域进行勘测分析,制定合理快速的数据采集路线,方可开始作业。本项目作业时采用了Trimble TX8激光扫描仪,一测站数据采集用时只需2分钟,加上仪器搬站架站时间,一测站平均用时3-4分钟,完成一栋常见建筑的四周立面数据一般需要架设6站,只需15-20分钟。
外业数据采集时应注意:
(1)尽量保证每站都整平,内业处理更快更准确。
(2)可以先观看平面图上建筑大体结构,从建筑一处开始测量,围绕建筑四周依次架设站点进行作业,直到与建筑起始点相链接。
(3)两测站距离不必太远,10-15米左右即可,确保每站数据之间重叠部分不少于百分之35。
(4)对于细节凹凸部分要重点采集,用预览挡位进行补充采集。
(5)扫描到每个建筑的立面时,要用手机拍摄该面照片,内业人员利用点云绘制,同时对于一些盲区可以参考照片进行绘制。
▍ 点云拼接、去噪
外业扫描数据可以直接加载到配套cyclone软件中,由于本软件具有全自动拼接功能,只需设定好参考基准站,即可实现自动拼接处理。
数据拼接完成后,为了保障后期CAD绘图的便利和数据方位的正确性,利用cyclone软件的方向定向功能,为整体数据进行正方向的设定,使得数据的正方向与软件中的X轴平行,这样在点云数据输入到CAD中显示出来的数据也是正方向的,立面数据平行于各个轴线。

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为了每栋建筑可以按照设计编号进行统一导出和制作,以及噪点数据的处理,可采用点云切割工具,不但可以快速去噪还可以自由提取目标点云数据。
▍ 利用点云--影像--CAD绘图方法
因点云数据量庞大,故首先使用REVIT对点云进行划定剖面,将建筑物外立面由三维点云转为二维图像,便于在CAD中绘制
① 数据加载
用REVIT软件加载点云的功能,加载输出好的RCS格式点云数据;
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② 剖面图创建
在视图模块下,利用剖面工具对点云进行划定剖面。如下图所示,剖面线段已经生成,可以自由调整剖面线的位置,和剖面覆盖的区域范围,以及正反方向。
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点击左侧数据信息栏,视图下面的剖面栏,会显示出我们所构建的新的剖面图。
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③构建平面参考
在建筑工具栏下有平面参考功能,点击后构建平面参考,可对需要标注的尺寸进行标注。
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④ 影像数据的输出
最后将成果数据导出为tiff图像数据格式。
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⑤ CAD绘图
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▍ 优势总结
采用三维激光扫描仪进行建筑物立面测量,相对于传统全站仪打点的方式,外业工作量大幅减少,生产效率极高,同时其精度也完全满足要求。内业绘图时也有基于影像绘制或基于点云绘制两种不同作业方式,各有优势,作业员可根据个人技术基础和习惯选择使用。

一、 利用影像绘图的优点:

(1)绘图效率高;
(2)减少绘制过程中的失误;
(3)减少硬件设备和软件环节大量点云数据所带来的压力;
(4)对于不了解点云的绘制人员能够提供一个很好的作业方法;

二、利用点云绘图的优点:

(1)绘制准确性更高;
(2)边缘点位信息提取更精准;
(3)能够更为详尽地体现出物体的细节;

(4)可以利用CAD的点云颜色设定功能进行点云属性的设定,使得在CAD中对点云的基础信息可以直接观看,更直观,更具体,更全面。

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