三維激光掃描技術(shù)通過(guò)高速激光掃描測(cè)量的方法,大面積高分辨率地快速獲取被測(cè)對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),可以快速、大量的采集空間點(diǎn)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(shù)手段。
與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比,三維激光掃描技術(shù)由于無(wú)需接觸掃描目標(biāo),可以用于解決危險(xiǎn)目標(biāo)、環(huán)境(或柔性目標(biāo))及人員難以企及的情況,具有傳統(tǒng)測(cè)量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢(shì);同時(shí),數(shù)據(jù)采樣率極高,目前采用脈沖激光或時(shí)間激光的三維激光掃描儀采樣點(diǎn)速率可達(dá)到數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)/秒,是傳統(tǒng)測(cè)量方式難以比擬的;此外,三維激光掃描技術(shù)采用主動(dòng)發(fā)射掃描光源,可以不受掃描環(huán)境時(shí)間和空間的約束,快速、高精度獲取海量點(diǎn)云數(shù)據(jù),對(duì)掃描目標(biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)分辨率極高。
首先對(duì)所采集的區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)分析,制定合理快速的數(shù)據(jù)采集路線(xiàn),方可開(kāi)始作業(yè)。本項(xiàng)目作業(yè)時(shí)采用了Trimble
TX8激光掃描儀,一測(cè)站數(shù)據(jù)采集用時(shí)只需2分鐘,加上儀器搬站架站時(shí)間,一測(cè)站平均用時(shí)3-4分鐘,完成一棟常見(jiàn)建筑的四周立面數(shù)據(jù)一般需要架設(shè)6站,只需15-20分鐘。
外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)注意:(1)盡量保證每站都整平,內(nèi)業(yè)處理更快更準(zhǔn)確。(2)可以先觀(guān)看平面圖上建筑大體結(jié)構(gòu),從建筑一處開(kāi)始測(cè)量,圍繞建筑四周依次架設(shè)站點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),直到與建筑起始點(diǎn)相鏈接。(3)兩測(cè)站距離不必太遠(yuǎn),10-15米左右即可,確保每站數(shù)據(jù)之間重疊部分不少于百分之35。(4)對(duì)于細(xì)節(jié)凹凸部分要重點(diǎn)采集,用預(yù)覽擋位進(jìn)行補(bǔ)充采集。(5)掃描到每個(gè)建筑的立面時(shí),要用手機(jī)拍攝該面照片,內(nèi)業(yè)人員利用點(diǎn)云繪制,同時(shí)對(duì)于一些盲區(qū)可以參考照片進(jìn)行繪制。外業(yè)掃描數(shù)據(jù)可以直接加載到配套cyclone軟件中,由于本軟件具有全自動(dòng)拼接功能,只需設(shè)定好參考基準(zhǔn)站,即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼接處理。數(shù)據(jù)拼接完成后,為了保障后期CAD繪圖的便利和數(shù)據(jù)方位的正確性,利用cyclone軟件的方向定向功能,為整體數(shù)據(jù)進(jìn)行正方向的設(shè)定,使得數(shù)據(jù)的正方向與軟件中的X軸平行,這樣在點(diǎn)云數(shù)據(jù)輸入到CAD中顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)也是正方向的,立面數(shù)據(jù)平行于各個(gè)軸線(xiàn)。
為了每棟建筑可以按照設(shè)計(jì)編號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一導(dǎo)出和制作,以及噪點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理,可采用點(diǎn)云切割工具,不但可以快速去噪還可以自由提取目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。▍ 利用點(diǎn)云--影像--CAD繪圖方法
因點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大,故首先使用REVIT對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行劃定剖面,將建筑物外立面由三維點(diǎn)云轉(zhuǎn)為二維圖像,便于在CAD中繪制用REVIT軟件加載點(diǎn)云的功能,加載輸出好的RCS格式點(diǎn)云數(shù)據(jù);在視圖模塊下,利用剖面工具對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行劃定剖面。如下圖所示,剖面線(xiàn)段已經(jīng)生成,可以自由調(diào)整剖面線(xiàn)的位置,和剖面覆蓋的區(qū)域范圍,以及正反方向。點(diǎn)擊左側(cè)數(shù)據(jù)信息欄,視圖下面的剖面欄,會(huì)顯示出我們所構(gòu)建的新的剖面圖。在建筑工具欄下有平面參考功能,點(diǎn)擊后構(gòu)建平面參考,可對(duì)需要標(biāo)注的尺寸進(jìn)行標(biāo)注。最后將成果數(shù)據(jù)導(dǎo)出為tiff圖像數(shù)據(jù)格式。采用三維激光掃描儀進(jìn)行建筑物立面測(cè)量,相對(duì)于傳統(tǒng)全站儀打點(diǎn)的方式,外業(yè)工作量大幅減少,生產(chǎn)效率極高,同時(shí)其精度也完全滿(mǎn)足要求。內(nèi)業(yè)繪圖時(shí)也有基于影像繪制或基于點(diǎn)云繪制兩種不同作業(yè)方式,各有優(yōu)勢(shì),作業(yè)員可根據(jù)個(gè)人技術(shù)基礎(chǔ)和習(xí)慣選擇使用。一、 利用影像繪圖的優(yōu)點(diǎn):
(3)減少硬件設(shè)備和軟件環(huán)節(jié)大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)所帶來(lái)的壓力;(4)對(duì)于不了解點(diǎn)云的繪制人員能夠提供一個(gè)很好的作業(yè)方法;二、利用點(diǎn)云繪圖的優(yōu)點(diǎn):
(2)邊緣點(diǎn)位信息提取更精準(zhǔn);(3)能夠更為詳盡地體現(xiàn)出物體的細(xì)節(jié);(4)可以利用CAD的點(diǎn)云顏色設(shè)定功能進(jìn)行點(diǎn)云屬性的設(shè)定,使得在CAD中對(duì)點(diǎn)云的基礎(chǔ)信息可以直接觀(guān)看,更直觀(guān),更具體,更全面。