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工程测绘

三维扫描仪在建筑立面测绘 竣工测量中的应用

文字:[大][中][小] 2020/4/1     浏览次数:    

三维激光扫描作为一种新的测量技术手段,应用是十分广泛的。目前已经应用比较成熟的领域有测绘、建筑、矿产、交通、林业、规划、文物保护、工业等。今天我们就主要来看一下三维扫描在建筑行业的应用。

作为一种全新的测绘手段,三维扫描摆脱了传统测量无法逾越的限制,并让测量结果精细度提高到一个新的层次。如建筑施工时土石方阶段的快速方量数据获取及监测,土建阶段的施工空间质量检测,安装工程和装饰工程阶段的施工现状分析,竣工验收阶段的客观数据比对等等。

 

三维激光扫描仪提供了快捷的测绘手段,并将现场测量数据高精度、完整地带回办公室供细化测绘、设计规划、研究计算、场景仿真等进一步应用。测量结果不仅包含特征点几何特性,而且连同现场对象的细节特征,甚至对象的颜色信息以及完整的三维空间结构都保存下来。实现全面、可视化、精准测量结果,完全可以在办公室电脑中进行细化测量和勘察,减少野外数据采集的工作量和采集时间。下面我们通过两个三维扫描在建筑行业应用的案例来了解一下。

1、三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用

 

传统的建筑立面测量使用“全站仪免棱镜测量”与“手绘草图”相结合的方法。使用全站仪测量出门窗等结构的每一个角点,并辅以草图说明,内业处理时将三维坐标转换成立面的二维坐标,绘制出建筑立面的CAD文件。

这种作业方式在遇到古建筑等结构系统较为复杂的情况时,需要测量的结构点非常多,工作量大且不容易记录,效率较为低下。因此,有必要对原有的工作流程进行改进,以胜任更多类型建筑的立面测图任务。

三维激光扫描技术,又称实景复制技术,该技术可以快速重建出整个建筑物的全部空间几何特征,以1:1的真实比例呈现在计算机中,其数据格式为高密度、高精度的点云数据,利用该数据结合相关软件可以快速精确地制作建筑立面图形。

 为了保证原始数据的精度以及工作的便捷度,外业扫描宜采用架站式三维激光扫描仪。内业制图可以使用支持点云的制图软件,也可以直接使用专业的点云处理平台。

使用三维激光扫描技术获取建筑物完整点云,能够保证立面测量的绘图质量,一套数据即可完成绘图、调绘、质检等多种用途。激光扫描仪在较短的时间内即可获取整个全景视野中的所有三维信息,比全站仪免棱镜观测结构点的效率高出几十倍,同时结合 点云处理软件,可以根据建筑立面点云高效制作建筑立面图。精确详细的立面图,能够为建筑物的治理,修缮及美化等提供数据支持,尤其是在城市建设和历史建筑保护项目中作用更加明显。因此基于三维激光扫描技术的建筑立面测图方案值得在行业内进行推广应用。

 

2、三维激光扫描仪在建筑竣工测量中的应用

三维扫描仪在竣工勘验中应用的工作流程,分为三大步骤:点云数据获取——点云数据预处理(数据配准、噪点去除)——模型构建(算法选择、模型建立和纹理镶嵌)。具体流程如下:

1)点云数据获取

扫描前根据需求拟定扫描的布局,进行系统参数设置,确定扫描精度和扫描帧数等参数。根据现有的测量条件和测站点位置选择合理的模型拼接方式,使扫描效果达到最佳。

(2)点云数据预处理(数据配准、噪点去除)

外业数据采集完成后对获取的点云数据和影像数据进行预处理,包括配准和去噪两个过程,去噪是应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点。之后进入内业点云数据配准步骤,即将两个或两个以上坐标系中的大容量三维空间数据点集通过特征点转换到统一坐标系中的数学计算过程。

(3)模型构建(算法选择、模型建立和纹理镶嵌)

1.数据处理完成后,进入建模阶段,首先进行数学算法的选择,算法选择的恰当与否决定最终模型的精度和和数据表达的正确性。

2.通过计算机直接对实体进行自动建模,通过自动化的软件平台,用获取的点云强度信息和相机获取的影像信息对模型进行纹理镶嵌。

上海沪敖信息科技有限公司是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业。公司以行业应用为出发点,为客户提供三维数字化采集、三维数据处理等一系列服务。沪敖拥有手持三维扫描仪、小空间三维扫描仪、地面三维激光扫描仪、无人机实景三维系统、3D打印机等多种技术手段,是行业内知名设备的签约合作伙伴。从几厘米到几十米的对象、或从几米到上千米的三维空间,沪敖均可提供涵盖软硬件产品和技术服务的完整解决方案。

 

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