三維激光掃描技術通過高速激光掃描測量的方法,大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據,可以快速、大量的采集空間點位信息,為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術手段。
與傳統測量技術相比,三維激光掃描技術由于無需接觸掃描目標,可以用于解決危險目標、環境(或柔性目標)及人員難以企及的情況,具有傳統測量方式難以完成的技術優勢;同時,數據采樣率極高,目前采用脈沖激光或時間激光的三維激光掃描儀采樣點速率可達到數十萬點/秒,是傳統測量方式難以比擬的;此外,三維激光掃描技術采用主動發射掃描光源,可以不受掃描環境時間和空間的約束,快速、高精度獲取海量點云數據,對掃描目標進行高密度的三維數據采集,數據分辨率極高。
首先對所采集的區域進行勘測分析,制定合理快速的數據采集路線,方可開始作業。本項目作業時采用了Trimble
TX8激光掃描儀,一測站數據采集用時只需2分鐘,加上儀器搬站架站時間,一測站平均用時3-4分鐘,完成一棟常見建筑的四周立面數據一般需要架設6站,只需15-20分鐘。
(2)可以先觀看平面圖上建筑大體結構,從建筑一處開始測量,圍繞建筑四周依次架設站點進行作業,直到與建筑起始點相鏈接。(3)兩測站距離不必太遠,10-15米左右即可,確保每站數據之間重疊部分不少于百分之35。(4)對于細節凹凸部分要重點采集,用預覽擋位進行補充采集。(5)掃描到每個建筑的立面時,要用手機拍攝該面照片,內業人員利用點云繪制,同時對于一些盲區可以參考照片進行繪制。外業掃描數據可以直接加載到配套cyclone軟件中,由于本軟件具有全自動拼接功能,只需設定好參考基準站,即可實現自動拼接處理。數據拼接完成后,為了保障后期CAD繪圖的便利和數據方位的正確性,利用cyclone軟件的方向定向功能,為整體數據進行正方向的設定,使得數據的正方向與軟件中的X軸平行,這樣在點云數據輸入到CAD中顯示出來的數據也是正方向的,立面數據平行于各個軸線。
為了每棟建筑可以按照設計編號進行統一導出和制作,以及噪點數據的處理,可采用點云切割工具,不但可以快速去噪還可以自由提取目標點云數據。因點云數據量龐大,故首先使用REVIT對點云進行劃定剖面,將建筑物外立面由三維點云轉為二維圖像,便于在CAD中繪制用REVIT軟件加載點云的功能,加載輸出好的RCS格式點云數據;在視圖模塊下,利用剖面工具對點云進行劃定剖面。如下圖所示,剖面線段已經生成,可以自由調整剖面線的位置,和剖面覆蓋的區域范圍,以及正反方向。點擊左側數據信息欄,視圖下面的剖面欄,會顯示出我們所構建的新的剖面圖。在建筑工具欄下有平面參考功能,點擊后構建平面參考,可對需要標注的尺寸進行標注。采用三維激光掃描儀進行建筑物立面測量,相對于傳統全站儀打點的方式,外業工作量大幅減少,生產效率極高,同時其精度也完全滿足要求。內業繪圖時也有基于影像繪制或基于點云繪制兩種不同作業方式,各有優勢,作業員可根據個人技術基礎和習慣選擇使用。一、 利用影像繪圖的優點:
(3)減少硬件設備和軟件環節大量點云數據所帶來的壓力;(4)對于不了解點云的繪制人員能夠提供一個很好的作業方法;二、利用點云繪圖的優點:
(4)可以利用CAD的點云顏色設定功能進行點云屬性的設定,使得在CAD中對點云的基礎信息可以直接觀看,更直觀,更具體,更全面。