三維激光掃描技術(shù)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(biāo)數(shù)據(jù),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(shù)手段。
與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比,三維激光掃描技術(shù)由于無需接觸掃描目標(biāo),可以用于解決危險目標(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)測量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢;同時,數(shù)據(jù)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(dá)到數(shù)十萬點/秒,是傳統(tǒng)測量方式難以比擬的;此外,三維激光掃描技術(shù)采用主動發(fā)射掃描光源,可以不受掃描環(huán)境時間和空間的約束,快速、高精度獲取海量點云數(shù)據(jù),對掃描目標(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。
首先對所采集的區(qū)域進(jìn)行勘測分析,制定合理快速的數(shù)據(jù)采集路線,方可開始作業(yè)。本項目作業(yè)時采用了Trimble
TX8激光掃描儀,一測站數(shù)據(jù)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(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)可以先觀看平面圖上建筑大體結(jié)構(gòu),從建筑一處開始測量,圍繞建筑四周依次架設(shè)站點進(jìn)行作業(yè),直到與建筑起始點相鏈接。(3)兩測站距離不必太遠(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)對于細(xì)節(jié)凹凸部分要重點采集,用預(yù)覽擋位進(jìn)行補(bǔ)充采集。(5)掃描到每個建筑的立面時,要用手機(jī)拍攝該面照片,內(nèi)業(yè)人員利用點云繪制,同時對于一些盲區(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拼接功能,只需設(shè)定好參考基準(zhǔn)站,即可實現(xiàn)自動拼接處理。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,這樣在點云數(shù)據(jù)輸入到CAD中顯示出來的數(shù)據(jù)也是正方向的,立面數(shù)據(jù)平行于各個軸線。
為了每棟建筑可以按照設(shè)計編號進(jìn)行統(tǒng)一導(dǎo)出和制作,以及噪點數(shù)據(jù)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(biāo)點云數(shù)據(jù)。因點云數(shù)據(jù)量龐大,故首先使用REVIT對點云進(jìn)行劃定剖面,將建筑物外立面由三維點云轉(zhuǎn)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(shù)據(jù);在視圖模塊下,利用剖面工具對點云進(jìn)行劃定剖面。如下圖所示,剖面線段已經(jīng)生成,可以自由調(diào)整剖面線的位置,和剖面覆蓋的區(qū)域范圍,以及正反方向。點擊左側(cè)數(shù)據(jù)信息欄,視圖下面的剖面欄,會顯示出我們所構(gòu)建的新的剖面圖。在建筑工具欄下有平面參考功能,點擊后構(gòu)建平面參考,可對需要標(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)行建筑物立面測量,相對于傳統(tǒng)全站儀打點的方式,外業(yè)工作量大幅減少,生產(chǎn)效率極高,同時其精度也完全滿足要求。內(nèi)業(yè)繪圖時也有基于影像繪制或基于點云繪制兩種不同作業(yè)方式,各有優(yōu)勢,作業(yè)員可根據(jù)個人技術(shù)基礎(chǔ)和習(xí)慣選擇使用。一、 利用影像繪圖的優(yōu)點:
(3)減少硬件設(shè)備和軟件環(huán)節(jié)大量點云數(shù)據(jù)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(yè)方法;二、利用點云繪圖的優(yōu)點:
(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的點云顏色設(shè)定功能進(jìn)行點云屬性的設(shè)定,使得在CAD中對點云的基礎(chǔ)信息可以直接觀看,更直觀,更具體,更全面。