三维激光扫描仪在规划核实验收中的应用

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘 要：规划核实是建设单位竣工验收的重要环节，上海市于2018年4月开始实施规划核实两图融合工作，地形测绘的重要性尤为突出，广大测绘工作者一直在研究如何提升地形测绘的工作效率。三维激光扫描给测绘领域带来一场技术革命，它可以快速地获取高精度扫描数

　　摘 要：规划核实是建设单位竣工验收的重要环节，上海市于2018年4月开始实施规划核实“两图融合”工作，地形测绘的重要性尤为突出，广大测绘工作者一直在研究如何提升地形测绘的工作效率。三维激光扫描给测绘领域带来一场技术革命，它可以快速地获取高精度扫描数据，并对扫描物体进行完整建模，不愧为“实景复制技术”。将全站式扫描仪应用到地形测绘中，探索应用方法与理论，将具有一定的现实意义。

　　关键词：规划核实;全站式扫描仪;地形测绘

　　0 引言

　　规划核实是建设单位进行竣工验收中的重要环节，地形测绘又是其中一个重要的组成部分;上海于2018年4月开始对全市的规划核实项目要求进行“两图融合”，为城市地形图更新入库提供数据。

　　三维激光扫描仪是一种以高效、高精度、快速获取点云矢量坐标的仪器渐渐地出现在很多测量工作中，其工作原理是利用扫描仪对目标发射激光，根据激光发射和接受的时间差来计算目标距离，再结合水平方向和垂直方向的距离和角度值，即可计算出目标点的三维球心坐标。这些大量具有矢量性质的点组成点云存储在机器中[1]。

　　Trimble SX10集测量、影像和高速3D扫描于一体，SX10单一仪器同时捕获高精度的全站仪测量数据和真正的高速3D扫描影像，提供的性能比以往任何时候都更高级，在600 m测程范围内，能够同时保持每秒高达26 600个点的高精度数据。Trimble Business Center(TBC)可以把Trimble SX10采集的点云数据完全整合成适合内业处理的多种格式，见表1。

　　1 規划核实中地形测绘的内容及要求

　　地形测绘的具体实测方法主要参照DG/TJ08—86《1∶500 1∶1000 1∶2000数字地形测量规范》中“6.3 野外地形测量方法”章节的要求执行。

　　测区实行全野外数字化实测方式实测地形，用极坐标法测定的建筑物、构筑物和围墙等主要地物特征点数占其总点数的比例应大于75%。

　　地形测绘严格按照规范要求进行外业测绘，需实测的地物应做到应采尽采，不能遗漏，做到“跑到、看到、量到”。

　　新建的住宅小区、企事业单位等范围内的全部房屋及附属设施需实测。建筑物凹凸部分须按实际情况进行表示，不得舍去。

　　建筑物的附属部分主要是指裙房、檐廊、架空通廊、底层阳台(无论落地与否)、 门廊、柱廊、天井、台阶、斜台、室外楼梯、建筑物下通道、地下建筑物天窗以及通风口等，附属部分不应作为判别建筑物结构的对象。建筑物附属部分均应实测，按实际情况进行表示，不得舍去。

　　建筑物的上下坡道实测范围，双向坡道和单向坡道都用建筑物的上下坡道边线绘示，范围线需闭合。双向坡道的画法可参照台阶，可利用符号部件插入的方式完成。

　　同一结构不同层次应尽量分开绘示。如果难以区分的，可依其主要的或大部分的层数注记，零星局部不易划分或划分后难以注记的，可并入主体。

　　临时的活动房屋、施工单位搭建的临时工棚(房)及材料棚等可免测。

　　围墙宽度按实测按实绘示，且应保持主干线连续完整。

　　起境界作用的栅栏、篱笆、活树篱笆、铁丝网等应实测，且应保持主干线连续完整。

　　建设项目的内部道路(包括绿化内的道路)均需实测。

　　地形测绘点位精度要求：重要地物点(建构筑物和起境界作用的围墙、栅栏等)相对周围控制点中误差不超过5 cm，困难区域，适当放宽0.5倍。一般地物点(道路、井盖、路灯等)相对周边控制点的中误差不超过10 cm，困难地区，规定放宽 0.5 倍。

　　2 三维激光扫描仪外业采集数据

　　地形测绘中，使用三维激光扫描仪大致分为4个流程：控制测量、标靶布设、架站选择和数据采集。

　　2.1 控制测量

　　地面三维扫描因控制点具体可分为绝对扫描和相对扫描2种情况，如果在扫描过程中，赋予标靶绝对坐标，那么就能够得到建筑物地方坐标系点云数据。要达到这种目的，就需要布设一定数量的控制点在建筑物周围，控制点布置必须遵循利用方便原则，点位精度要比点云精度高，控制点之间要相互通视[2]。

　　控制点可以采用RTK平面测量方式布设，按精度划分为二级、三级、图根和碎部。技术要求应符合表2的规定。

　　当流动站连续显示固定解后，RTK平面控制测量就可以开始观测，每个控制点需要单独进行二次初始化，每次初始化需要有两组观测数据，每组数据至少采集10个历元数，4组数据满足平面点位较差不大于2 cm时，方可选择其中一组数据或平均值。

　　在同一测区，RTK平面控制测量时布点至少有3点，所有的测量成果都要有至少10%的重复抽样检查，并且保证检查点数3点以上，重复抽样检查可在隔日或收测时进行，检测需要重新进行初始化，初次采集数据与重复抽样采集点位较差应小于3 cm。

　　使用RTK平面控制测量成果前需要对每个测量成果进行边长或角度检核，技术要求应符合表3的规定。

　　2.2 布设标靶

　　布设标靶是整个扫描过程中的关键环节，它的目的是使扫描所获取的点云数据可以统一到绝对坐标系中。同时，标靶布设要考虑网形情况，主要是因为标靶布设精度会影响点云的拼接精度。测站和标靶要保证通视，标靶离测站不能太远，一般控制在50 m内;公共标靶和测站在布设时，不要在一条直线上，这样是为了保障坐标转换精度。

　　标靶应在扫描范围内均匀布置，且高低错落;相邻两测站的公共标靶个数不少于3个;标靶可使用地物特征点、扫描仪配套标靶以及标靶纸等。

　　2.3 测站选择

　　测站一般根据测区情况及范围进行选择，扫描仪应设置在视野开阔、地面稳定的区域，设站数量要尽量减少;相邻测站间至少有3个标靶可以同时存在;测站选择一般要避免有人员或车辆在扫描仪视野中穿过。

　　推荐阅读：仿生机器人科技论文发表指导

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/dzi/16743.html