傳統的(de)RTK或全站儀普遍都是單點(dian)定位，三(san)維(wei)激(ji)光(guang)(guang)掃描儀應(ying)用到(dao)(dao)測(ce)繪行(xing)業(ye)(ye)中，為數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)測(ce)圖提供了一種高(gao)時(shi)空分辨(bian)率且連續的(de)高(gao)精度數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)源(yuan)。特(te)別是移動三(san)維(wei)激(ji)光(guang)(guang)測(ce)量技術，它可(ke)以在快(kuai)速行(xing)駛(shi)過(guo)程中獲取三(san)維(wei)激(ji)光(guang)(guang)點(dian)云(yun)和全景數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)。將(jiang)(jiang)點(dian)云(yun)全景數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)通(tong)過(guo)MongoDB在數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)服務器(qi)上進(jin)行(xing)管(guan)理，可(ke)確保數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)安全性(xing)(xing)和完整性(xing)(xing)。ArcGIS是專業(ye)(ye)的(de)GIS平臺軟(ruan)件，人(ren)(ren)們可(ke)以在ArcGIS中將(jiang)(jiang)點(dian)云(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)作(zuo)為底圖并結合全景進(jin)行(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)測(ce)圖，給使用ArcGIS進(jin)行(xing)測(ce)圖的(de)專業(ye)(ye)人(ren)(ren)員提供了一種高(gao)效且直觀的(de)測(ce)圖模式，將(jiang)(jiang)大(da)量高(gao)強度的(de)外業(ye)(ye)工作(zuo)轉移到(dao)(dao)內業(ye)(ye)完成。為此，在ArcGIS平臺上二次開發海(hai)達(da)云(yun)存儲三(san)維(wei)激(ji)光(guang)(guang)點(dian)云(yun)測(ce)圖插(cha)件，讓(rang)內業(ye)(ye)人(ren)(ren)員下(xia)載(zai)作(zuo)業(ye)(ye)區域(yu)的(de)點(dian)云(yun)和全景數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，在局域(yu)網內協同進(jin)行(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)測(ce)圖，具有一定的(de)現實意義(yi)。

1.數(shu)據來源

　　本文所用(yong)到的(de)數據為武(wu)漢海達(da)數云(yun)(yun)技術有限公司獨(du)立研發的(de)HiScan-Z高精度三維激光移動測量系統（簡(jian)稱HiScan-Z）所獲取的(de)點云(yun)(yun)和全景(jing)數據。圖(tu)1為HiScan-Z點云(yun)(yun)按強度渲染效(xiao)果，圖(tu)2為HiScan-Z點云(yun)(yun)高程(cheng)渲染與(yu)全景(jing)疊加效(xiao)果。

　　HiScan-Z包括GIS、IMU、三維激(ji)光掃(sao)描儀和全(quan)景(jing)相機,測(ce)量車在(zai)行進過程(cheng)中獲取(qu)點云、全(quan)景(jing)和POS數據(ju),所有數據(ju)由軌跡工(gong)程(cheng)以(yi)目錄(lu)方(fang)式進行組織管(guan)理。

　　在數據(ju)(ju)(ju)(ju)服務器上部(bu)署MongoDB數據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)(ku)，數據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)(ku)中(zhong)有軌跡線數據(ju)(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)(biao)、軌跡點(dian)數據(ju)(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)(biao)、點(dian)云數據(ju)(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)(biao)、全景(jing)數據(ju)(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)(biao)等。利用軌跡工(gong)程上傳工(gong)具,把(ba)數據(ju)(ju)(ju)(ju)上傳到指定數據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)(ku)中(zhong)的對應數據(ju)(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)(biao)中(zhong)。作業(ye)(ye)時根據(ju)(ju)(ju)(ju)作業(ye)(ye)區域(yu)從數據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)(ku)中(zhong)下載(zai)數據(ju)(ju)(ju)(ju)。

　　圖1：HiScan-Z點云強度渲染效果

　　圖2：HiScan-Z點云高程渲染與(yu)全景疊加(jia)效(xiao)果

2.技術流(liu)程

　　海達云存儲(chu)三維激光點云測圖插件功能包括HiScan軌跡工程數(shu)(shu)據上(shang)傳(chuan)、數(shu)(shu)據動(dong)態調(diao)度下(xia)載、數(shu)(shu)據繪(hui)制、基(ji)于點云進(jin)行數(shu)(shu)字測圖、二三維聯動(dong)檢查數(shu)(shu)據成(cheng)果等。

　　在數(shu)(shu)(shu)據(ju)服務器(qi)上部署MongoDB數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫，把(ba)HiScan軌跡(ji)工程數(shu)(shu)(shu)據(ju)上傳至數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫。內業人員作業時，根(gen)據(ju)作業區域(yu)來選擇軌跡(ji)線(xian)，加載軌跡(ji)線(xian)附(fu)近軌跡(ji)工程。軌跡(ji)工程數(shu)(shu)(shu)據(ju)下(xia)載采用緩存(cun)機(ji)制，提高數(shu)(shu)(shu)據(ju)調度效率。

　　在ArcGIS中(zhong)自定(ding)義擴展2個圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)：軌(gui)(gui)跡線(xian)圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)和(he)點(dian)云(yun)圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。軌(gui)(gui)跡點(dian)圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)是ArcGIS的點(dian)要(yao)素圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。軌(gui)(gui)跡工程(cheng)以組合圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)進行管理，包括點(dian)云(yun)圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)和(he)軌(gui)(gui)跡點(dian)圖(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。

　　針對點(dian)云圖層的(de)繪(hui)制，采用根據(ju)當前窗口數(shu)據(ju)范圍(wei)動(dong)態調(diao)度(du)(du)數(shu)據(ju)庫中的(de)數(shu)據(ju)并只(zhi)繪(hui)制有(you)效像素的(de)技術來(lai)提(ti)高點(dian)云的(de)繪(hui)制效率(lv)，以保證測圖過程(cheng)中點(dian)云瀏(liu)覽的(de)流(liu)暢(chang)性。對點(dian)云進行強度(du)(du)、高度(du)(du)、彩(cai)色渲染(ran)(ran)，在高度(du)(du)渲染(ran)(ran)時加入強度(du)(du)信息進行渲染(ran)(ran)增強，以提(ti)高某(mou)些地物要素識別度(du)(du)，如道路標志線。

　　在(zai)二維(wei)地圖(tu)中采集地物時，某些地物要素(su)高程采集不準確，如龍門架要素(su)，需要在(zai)三維(wei)場景(jing)(jing)中利(li)用點云(yun)進行(xing)要素(su)采集。在(zai)三維(wei)視(shi)(shi)圖(tu)中，提供采集點狀(zhuang)要素(su)和線狀(zhuang)要素(su)的(de)工具，可(ke)(ke)多視(shi)(shi)角(jiao)捕捉點云(yun)，可(ke)(ke)量取個別要素(su)的(de)尺寸信息(xi)，如廣告牌的(de)長寬等(deng)。數據采集完成后，可(ke)(ke)結(jie)合全景(jing)(jing)進行(xing)二三維(wei)聯動(dong)檢查，查漏補(bu)缺。海達云(yun)存儲三維(wei)激(ji)光點云(yun)測圖(tu)插件實現技術流程如圖(tu)3所(suo)示。

　　圖3：海(hai)達云(yun)存(cun)儲三(san)維激光(guang)點云(yun)測(ce)圖插件技術流程(cheng)

3.軟(ruan)件功能

　　海達云存儲(chu)三維激(ji)光點云測(ce)圖插件按功能主要(yao)分為5個功能模塊(kuai)：數(shu)據上傳(chuan)、數(shu)據下載、數(shu)據管理、數(shu)據繪制及數(shu)字測(ce)圖。

　　3.1數據上傳

　　內業人(ren)員連接好(hao)數據(ju)庫(ku)，上傳(chuan)指定的HiScan工程數據(ju)，可(ke)選(xuan)(xuan)擇(ze)上傳(chuan)點云和全景，上傳(chuan)時應檢查工程數據(ju)的完整(zheng)性(xing)(xing)。該工具還可(ke)用(yong)于數據(ju)庫(ku)中的數據(ju)修(xiu)復(fu)，若(ruo)數據(ju)庫(ku)中個別工程數據(ju)記錄損壞，可(ke)以(yi)利用(yong)該工具進行(xing)選(xuan)(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)修(xiu)復(fu)。

　　3.2數據下(xia)載

　　用戶(hu)連接好數(shu)(shu)據(ju)庫之后，插件就會把數(shu)(shu)據(ju)庫中的軌跡線(xian)數(shu)(shu)據(ju)下載下來，以軌跡線(xian)圖(tu)層展示(shi)，用戶(hu)可以拉框選擇(ze)某條軌跡線(xian)下載查詢其附近的點云(yun)數(shu)(shu)據(ju)，如圖(tu)4所示(shi)。

　　圖4：拉框查詢某軌跡線(xian)附近的點云數據(ju)

　　3.3數據管理

　　對于下載的軌跡工(gong)程數據，軌跡線以ArcGIS自定(ding)義圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)進(jin)行管理，軌跡工(gong)程數據通過組合圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)進(jin)行管理，其中(zhong)組合圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)中(zhong)包含軌跡點圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)和點云圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)，軌跡點圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)是ArcGIS的點要(yao)素圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)，點云圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)為(wei)自定(ding)義擴展(zhan)圖(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。

　　3.4數據繪制(zhi)

　　數(shu)據(ju)(ju)繪(hui)(hui)(hui)制的(de)(de)對象包(bao)括:軌(gui)跡(ji)(ji)線、軌(gui)跡(ji)(ji)點(dian)、點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)及全(quan)(quan)景(jing)。在(zai)ArcMap二維(wei)地(di)圖(tu)中(zhong)用GDI繪(hui)(hui)(hui)制軌(gui)跡(ji)(ji)線、軌(gui)跡(ji)(ji)點(dian)、點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)；在(zai)三維(wei)視圖(tu)中(zhong)用OpenGL繪(hui)(hui)(hui)制點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)和全(quan)(quan)景(jing)。在(zai)二維(wei)和三維(wei)中(zhong)點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)繪(hui)(hui)(hui)制是根(gen)據(ju)(ju)當(dang)(dang)前窗口(kou)范(fan)圍動態(tai)加載點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)據(ju)(ju)，降低內存的(de)(de)使用。依(yi)據(ju)(ju)點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)高程、強度(du)(du)、顏(yan)色信息，提供不(bu)同的(de)(de)渲染方式(shi)，用于提高點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)識(shi)別(bie)(bie)度(du)(du)。全(quan)(quan)景(jing)繪(hui)(hui)(hui)制時依(yi)據(ju)(ju)當(dang)(dang)前瀏覽狀態(tai)，動態(tai)調(diao)度(du)(du)不(bu)同級別(bie)(bie)分辨率(lv)的(de)(de)圖(tu)片(pian)數(shu)據(ju)(ju)進(jin)行(xing)繪(hui)(hui)(hui)制，提高渲染效率(lv)。

　　3.5數字測圖(tu)

　　利用本(ben)插(cha)(cha)件(jian)在局(ju)域(yu)網內協同作(zuo)業的(de)(de)(de)(de)(de)過程為：連(lian)接(jie)好云(yun)(yun)存(cun)儲數據(ju)庫(ku)之后(hou)(hou)，插(cha)(cha)件(jian)自(zi)動(dong)加載顯(xian)示數據(ju)庫(ku)中的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)跡線數據(ju)，連(lian)接(jie)SDE，內業人員(yuan)可(ke)(ke)選(xuan)擇自(zi)己的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務區(qu)域(yu)下(xia)載軌(gui)跡工程點(dian)云(yun)(yun)，點(dian)云(yun)(yun)繪制完成之后(hou)(hou)，即可(ke)(ke)利用ArcGIS的(de)(de)(de)(de)(de)編(bian)輯(ji)器選(xuan)擇特定的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)、線、面要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)進(jin)行要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)采集(ji)，如果(guo)要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)具(ju)有Z值屬性(xing)，那么(me)要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)在創建的(de)(de)(de)(de)(de)過程中，會自(zi)動(dong)查找該要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)附(fu)近的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)云(yun)(yun)，進(jin)行Z值掛接(jie)。不易(yi)在二維(wei)(wei)地(di)(di)圖(tu)中進(jin)行采集(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)物要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)，可(ke)(ke)以在三維(wei)(wei)場(chang)景中捕捉點(dian)云(yun)(yun)進(jin)行采集(ji)，此外可(ke)(ke)在三維(wei)(wei)點(dian)云(yun)(yun)量取一些要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)屬性(xing)，如廣告牌(pai)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)寬，并可(ke)(ke)以截取全景影像(xiang)對某些要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)進(jin)行高清正射(she)照片的(de)(de)(de)(de)(de)掛接(jie)，如道(dao)路交通標志要(yao)(yao)(yao)(yao)素(su)(su)。圖(tu)5所示為基于海達云(yun)(yun)存(cun)儲三維(wei)(wei)激光(guang)點(dian)云(yun)(yun)測圖(tu)插(cha)(cha)件(jian)協同作(zuo)業的(de)(de)(de)(de)(de)某項目工程成果(guo)數據(ju)。

　　圖(tu)5：基于海達云(yun)存(cun)儲三維激光點云(yun)測圖(tu)插件(jian)協同作業(ye)成(cheng)果數(shu)據(ju)

4.結語

　　利用海達云(yun)存儲三維(wei)激光(guang)點云(yun)測(ce)圖插件(jian)進行(xing)點云(yun)測(ce)圖，提高了(le)(le)數據的(de)安(an)全(quan)性(xing)，避免了(le)(le)頻繁復制，可快速高效地在(zai)ArcMap中加載渲染點云(yun)，支(zhi)持對點云(yun)的(de)二三維(wei)捕捉測(ce)圖，在(zai)局域網內，內業(ye)人員(yuan)選擇下載任務區(qu)域內的(de)點云(yun)進行(xing)協同作業(ye)，提高了(le)(le)作業(ye)效率，是(shi)一(yi)種新(xin)型的(de)作業(ye)模式。