一、項目簡介(jie)

　　（一）項目概況

　　為滿足相(xiang)關勘測(ce)院工作需求，積極響(xiang)應拓(tuo)展相(xiang)關領域內(nei)的新興業(ye)務，海(hai)達數云基(ji)于地(di)面激光掃描技術承接(jie)了(le)一系列建筑立面測(ce)量項(xiang)目。

　　2017年(nian)2月，在(zai)廈門市某(mou)小區(qu)外立面改造測量項目中，海達數云利用激光掃(sao)描儀進行建筑物立面測制，快速、準確地為相關(guan)設計單位提(ti)供(gong)基礎立面圖。

　　（二）項目要求

　　采用三(san)維激光掃描儀對小區立面(mian)整治項目范圍內的建筑外(wai)立面(mian)進行三(san)維數(shu)字化測量，獲得項目范圍內的點云模型及(ji)彩色數(shu)字正射影像圖。

　　技術服(fu)務方式為現場點(dian)云數據采(cai)集和后期測繪圖(tu)紙繪制(zhi)。提供(gong)數據成果(guo)為點(dian)云數據、DWG格式文(wen)件(jian)、立面測繪圖(tu)電子文(wen)件(jian)及紙質(zhi)文(wen)件(jian)。要求圖(tu)片(pian)清晰、數據詳(xiang)明。所提供(gong)的點(dian)云整體拼接精度＜1cm，需滿(man)足立面整治施工(gong)圖(tu)繪制(zhi)和工(gong)程量計算的要求。

二、設備(bei)一覽表

　　（一）硬件設備

　　HS系(xi)列(lie)高(gao)(gao)精度(du)三維(wei)(wei)激(ji)光掃描(miao)儀(yi)是海達(da)(da)數(shu)云(yun)(yun)完全自(zi)主(zhu)研(yan)發的脈沖式、全波形、高(gao)(gao)精度(du)、高(gao)(gao)頻率(lv)三維(wei)(wei)激(ji)光掃描(miao)儀(yi)，配套(tao)中海達(da)(da)自(zi)主(zhu)研(yan)發的全業務(wu)流程三維(wei)(wei)激(ji)光點云(yun)(yun)處理(li)系(xi)列(lie)軟件，具備測量精度(du)高(gao)(gao)、點云(yun)(yun)處理(li)效率(lv)高(gao)(gao)、成果應用(yong)多(duo)樣化等特點。

　　1.激光等級：1級

　　2.最遠掃描距離：1200米

　　3.數據獲取(qu)速(su)度：50萬(wan)點/秒

　　4.測(ce)距誤差：5毫米

　　5.雙軸補償(chang)器(qi)：補償(chang)范圍5°；分辨率0.001°

　　6.防護等級：IP64

　　7.數據存(cun)儲(chu)(chu)：內置固態硬盤(pan)存(cun)儲(chu)(chu)器容量240G

　　8.提供高(gao)(gao)清單反相機(ji)連接口，集成高(gao)(gao)清單反相機(ji)

　　HS系列高精(jing)度三(san)維(wei)激光掃(sao)描(miao)儀(yi)

　　（二）配套軟件

　　HDScene是為海達(da)數(shu)云(yun)自(zi)主(zhu)(zhu)研(yan)發的(de)地面站三維激光掃描儀專門設計(ji)的(de)配套數(shu)據處理軟件。軟件處理硬件采集所輸出(chu)的(de)數(shu)據，主(zhu)(zhu)要功能包括數(shu)據導入導出(chu)，視圖(tu)(tu)(tu)顯示（三維、平(ping)面、快速(su)、草圖(tu)(tu)(tu)、拼(pin)(pin)接視圖(tu)(tu)(tu)）、點云(yun)拼(pin)(pin)接(草圖(tu)(tu)(tu)拼(pin)(pin)接、特(te)征(zheng)點面拼(pin)(pin)接、自(zi)動面拼(pin)(pin)接及優化(hua)拼(pin)(pin)接)、點云(yun)處理與分(fen)析、點云(yun)影像配準與著色等。

　　海達三(san)維激光點云(yun)拼接軟件（HD Scene）

三、作(zuo)業優勢

　　（一）無需瞄準

　　地面激光掃描儀脫離了(le)全站儀、經緯儀等儀器所必(bi)備的瞄準器、物鏡和目鏡，自動化(hua)測量提高了(le)外業作業效率。

　　（二）無需草圖連線

　　外業數據較全(quan)，無(wu)需(xu)繪(hui)制(zhi)草圖，在內業進行綜合取舍，完成制(zhi)圖任務，不必再去現場。

　　（三）無透視投影變形

　　攝影測量(liang)技術中相片的(de)拍攝是透視投(tou)影，產生了(le)較為明顯的(de)變(bian)形，而激光掃描儀類似全站儀直(zhi)接(jie)獲(huo)取(qu)距離和(he)角度(du)，所以(yi)其點位(wei)無(wu)投(tou)影變(bian)形。

　　（四）聯合CAD測圖

　　可直接(jie)依據點云繪(hui)制點、線(xian)(xian)發(fa)送(song)至CAD工具(ju)(ju)欄(lan)，其中包括繪(hui)制2D和3D點、線(xian)(xian)到(dao)CAD，設置(zhi)發(fa)送(song)坐標(biao)等。該工具(ju)(ju)能夠將采(cai)集的(de)(de)(de)二維(wei)多段線(xian)(xian)對象(xiang)傳送(song)到(dao)AutoCAD軟件(jian)中，方便測(ce)圖人員快速的(de)(de)(de)采(cai)集二維(wei)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)狀要素。

四(si)、技(ji)術路線

　　技(ji)術路(lu)線

五、數據采集

　　（一）利用地面三維激光掃描儀實施掃描時，主要采用兩種方法:

　　1.采(cai)用電(dian)腦控制激光掃(sao)描(miao)(miao)儀進行掃(sao)描(miao)(miao)，該方(fang)法可(ke)根據(ju)測量(liang)范圍設(she)定單站掃(sao)描(miao)(miao)起(qi)止角度(掃(sao)描(miao)(miao)之前(qian)應了解儀器零角度方(fang)向)，掃(sao)描(miao)(miao)完后可(ke)以在電(dian)腦中直接觀察掃(sao)描(miao)(miao)數據(ju)質(zhi)量(liang)。

　　2.采用儀(yi)器直接(jie)采集(ji)，掃(sao)描時務必注意測站(zhan)順序。該(gai)模式(shi)對數據質量無法在現(xian)場監視，但是(shi)作業效率高(gao)。

　　外業數(shu)據采集

　　（二）數據處理及配準

　　數據預處理和配準采(cai)用海達數云的軟(ruan)件HD Scene，可采(cai)用兩(liang)種(zhong)方法：

　　（1）選擇同(tong)名特征(zheng)點(dian)(dian)的方(fang)法進行配準，至少要選擇4個同(tong)名點(dian)(dian)；

　　（2）人(ren)工交互(hu)式移動測站粗配，再采用ICP算法(fa)自動精(jing)配，提(ti)高配準(zhun)精(jing)度。

　　（三）注意事項

　　由于測區樹(shu)木較多，需分多站掃描，設站時應滿足以(yi)下要求：

　　1.以盡量少(shao)的(de)測(ce)(ce)站(zhan)覆蓋整個測(ce)(ce)區(qu)，選取400m以上測(ce)(ce)距，同時使用較大的(de)角分辨率，以減少(shao)數據量；

　　2.將測站(zhan)(zhan)設在較(jiao)高位置正對樓房(fang)掃描，以獲(huo)取較(jiao)多(duo)目標點，同時避免產生(sheng)盲區。使用RTK或全(quan)站(zhan)(zhan)儀準(zhun)確采集(ji)測站(zhan)(zhan)的(de)外部坐標,用于后續配準(zhun)拼接、坐標轉換。

　　單站(zhan)點云數據

六(liu)、內業(ye)成果

　　（一）立面圖繪制

　　1.點云數據繪制立面圖

　　利用(yong)處理(li)后的點云數據繪制立(li)面圖，可(ke)采用(yong)兩種(zhong)方法:立(li)體模式特(te)征點提取(三(san)維量(liang)測)、平面投影描圖模式。

　　依據點云繪(hui)制輪廓線初步(bu)正(zheng)面(mian)成果(guo)

　　初步側面成(cheng)果(guo)

　　2.外業查漏補缺

　　作業工具采(cai)用鋼卷尺(chi)、測距儀、全站儀，對于大面積(ji)缺漏的，采(cai)用激光(guang)掃描儀補(bu)測。根據照片外業調(diao)繪、外業補(bu)測數據在HdPtVector中進行制(zhi)圖。

　　（二）屬性錄入

　　繪制立面圖示例(li)圖

七、結論

　　立(li)(li)足(zu)測繪新技(ji)(ji)術的(de)(de)應用(yong)，結合廈門市立(li)(li)面改(gai)造(zao)項目，利用(yong)地(di)面三維激光掃(sao)描技(ji)(ji)術的(de)(de)全天候、高效、準確等技(ji)(ji)術優勢輔助規(gui)劃設計工(gong)作者完成了一系列建筑立(li)(li)面測量(liang)項目，并(bing)取得了較(jiao)好的(de)(de)成效。

　　相對傳(chuan)統(tong)立面(mian)測(ce)(ce)繪方式如采(cai)用(yong)皮尺、測(ce)(ce)距儀(yi)等進行測(ce)(ce)量(liang)，現場(chang)作(zuo)業時必須繪制草圖，對于(yu)無法測(ce)(ce)量(liang)的(de)地方采(cai)用(yong)目測(ce)(ce)，大(da)大(da)提高(gao)了測(ce)(ce)量(liang)精(jing)度、精(jing)簡(jian)了作(zuo)業流程。

　　基于地面(mian)三維(wei)激光掃(sao)描儀提出(chu)的(de)作業(ye)方法改變(bian)了傳(chuan)統作業(ye)模(mo)式，在數(shu)據采集效率和成圖(tu)精(jing)度上(shang)均(jun)得(de)到較大的(de)提高，尤其是減輕異形建筑立面(mian)測量的(de)內外業(ye)工作量。