地面三維激光掃描技術(shù)在建筑物立面測繪中的應用

李瑩

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

【關(guān)鍵詞】三維激光掃描技術(shù);建筑物立面測繪;有效應用

三維激光掃描技術(shù)能夠在不接觸測量目標的基礎(chǔ)上迅速獲取物體表面的三維坐標，利用軟件處理對真實三維模型實體進行測量的技術(shù)，此技術(shù)又被稱為實景復制技術(shù)。采用三維激光掃描技術(shù)獲取的三維坐標數(shù)據(jù)一般被稱為點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)能夠快速并實時、動態(tài)性的反映事物的真實狀態(tài)，為數(shù)字模型的科學建立提供全新技術(shù)手段。和激光測距技術(shù)中點對點的測量方式進行比較，三維激光掃描技術(shù)能夠讓傳統(tǒng)人工單點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)性自動獲取批量數(shù)據(jù)，此技術(shù)的應用上不僅僅能夠?qū)y量速度提升，還能夠?qū)y量密度及精度提升，這是目前國內(nèi)外測繪領(lǐng)域中的重點研究內(nèi)容。

1、地面三維激光掃描儀在建筑物立面測繪中的有效應用

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

1.1進行外業(yè)測量

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

房屋立面測量在進行中，需要對測區(qū)內(nèi)部進行勘察，經(jīng)過勘察得知道路兩邊的視野比較寬闊，能夠為地面激光掃描儀的架設(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間較長，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，對于建筑物遮擋非常嚴重，大部分建筑物陽臺一般為自動封閉設(shè)置，墻壁上的窗戶一般需要工作人員去建筑物內(nèi)部進行有效測量，這會讓三維激光掃描儀使用難度提升，在測量當中需要利用全站儀或是鋼尺對測量起到輔助性作用，并進行測量區(qū)域相關(guān)數(shù)據(jù)的全面采集。

1.2進行內(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)測量的主要工作為圖根資料的解算及地形圖測量內(nèi)業(yè)解算，下文將重點對本次測繪工作中的數(shù)據(jù)解算進行詳細分析。

1.2.1點云數(shù)據(jù)的有效處理

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

1.2.2進行坐標轉(zhuǎn)換

常規(guī)測量及三維激光掃描處理結(jié)果應該全部歸功于制圖坐標體系中的二維XY形式當中。

1.2.3進行立面制圖

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

2、項目總結(jié)

在本次項目測量當中，利用三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ㄖ锪⒚孢M行測量，并能夠在此技術(shù)的應用下將測量效果全面提升，能夠得到建筑物立面點坐標，將建筑物立面測量精確度提升。表面比較復雜的物體在實際測量中，能夠展現(xiàn)較強的細節(jié)優(yōu)勢。測量過程中需要對以下幾點內(nèi)容進行全面把握。

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

（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)知識能夠符合要求，并且需要安排工作人員進行測量區(qū)域狀況的熟悉，并且工作人員在了解情況的同時還需要保證外業(yè)及內(nèi)業(yè)工作任務的有效同時進行。

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

（4）地面激光測量技術(shù)在使用過程中，能夠?qū)ㄖ锿饬⒚孢M行測量，并能夠獲取多種外立面測量結(jié)果，這為不同測量及表現(xiàn)形式奠定了有力基礎(chǔ)。與此同時，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)在國內(nèi)及國外應用力度不斷增強，此技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應用逐漸被普及，在各大工程領(lǐng)域當中都能夠表現(xiàn)較強的優(yōu)勢，這是信息事業(yè)及科學技術(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，在測繪領(lǐng)域中的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆Ｋ?，今后各項工程的有效不斷實踐中，需要將此技術(shù)的應用范圍不斷拓廣，將其作用及優(yōu)勢能夠最大程度的發(fā)揮在測繪領(lǐng)域當中，展現(xiàn)此項技術(shù)的應用價值，例如土方測量對于此技術(shù)的有效應用。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)在建筑立面測繪中已經(jīng)被有效應用，這項技術(shù)的有效應用已經(jīng)將外業(yè)測繪工作效率全面提升，能夠?qū)⑼鈽I(yè)工作人員工作強度大大減輕，還能夠?qū)ν鈽I(yè)作業(yè)環(huán)境進行全面改善，這不僅僅能夠?qū)⒐ぷ餍侍嵘€能夠進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，應被大范圍推廣使用。

參考文獻：

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