三维激光扫描技术在建筑测绘中的应用探讨
冯荷玲 王志杰
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

冯荷玲 王志杰,. 三维激光扫描技术在建筑测绘中的应用探讨[J]. 测绘科学与技术,20244. DOI:10.12721/ccn.2024.157354.
摘要: 随着我国建筑业的不断发展,建筑工程的建设规模和总量也在不断扩大。测绘作为建设项目中的重要工作环节,直接影响着建设质量和整体安全。因此,建设单位必须合理应用建筑测绘技术,全面提高建筑测绘工作的精度。三维激光扫描技术在建筑测绘中的有效应用可以有效弥补传统建筑测绘的不足,为我国相关工作提供帮助。
关键词: 三维激光扫描技术;建筑测绘;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157354
基金资助:

随着三维激光扫描技术的发展,它逐渐取代了传统的测量方法,在建筑制图测绘中发挥着重要作用。城市建筑是城市景观的窗口,是城市文化的重要载体。城市现代化建设的理想目标是尽快实现数字化的建筑测绘图纸,并确保数据的永久存储,以达到建筑测绘图纸大数据化和可视化。

一、三维激光扫描技术和地籍测绘简介

工程项目在施工作业前,均需要进行事先地质勘测和地籍测绘,首先需要对于范围内的地区,进行相应的数据收集。地籍控制测量在近些年来是一个普遍的检测工程。主要是针对于对于地籍信息,涉及控制测量地籍和其他等多个方面的要素,在近些年,对于地籍测量中,将地籍测量主要分为两个层次,分别是地籍首级测量和测量地籍图等方面。在具体的测量过程中,依据“分级布网”的原则进行相应的测绘。三维激光扫描技术是在近些年的兴起一个比较高科技的技术手段,特别是在我国地籍测绘方面的工作发展提供了很大的便利。三维激光扫描技术,与现代高精度传感技术,进行结合,具有其工作速度快,对于授予数据的收集整理比较精确,对于定点精度高、测量范围大的特点,能够有效地解决我国传统地籍测绘技术在实际的工作过程中存在的不足,为我国的地籍测绘提供很大的便利。

二、三维激光扫描技术在建筑测绘中的运用

1.测绘工作流程分析。三维激光扫描技术用于建筑测绘图纸。无论大型和小型建筑必须在施工前进行科学合理的理论规划。除其他外,测绘调查包括准备阶段、外部环境数据的收集和办公室数据的综合处理,最终将产生数据结果。在前期准备阶段,应收集和汇编所有基本信息,以有效了解项目进度,并有效分析具体的制图要求和困难;在野外测量中,有效确定测量路线,合理配置合适的人员和设备,为后续正式测量提供可靠依据。在测绘规划的早期阶段,三维激光扫描技术可以收集建筑项目周围的地形、交通线、建筑物的相关信息,例如建筑物周围的平台、建筑物走廊、楼梯位置、坡道、出入口、紧急通风和楼层间的通信。这种测量方法提供了更可靠、直观和完整的基础数据,为建筑测绘设计提供了准确的数据库,并创建了1:1比例的真实3D彩色云模型,以支持建筑测绘设计。

2.外业数据手机工作环节。在测绘中应用三维激光扫描技术时,现场数据采集阶段收集的信息质量直接影响3D建模工作的质量,人员流动是构成影响点的重要因素之一。现场扫描数据时,测绘人员必须确认测量现场的准确位置和相关扫描参数。除了采集峰值运动数据外,该项目还将使用三维激光扫描仪全面扫描建筑物,包括弹性测量设备,确保同步接收平面图像信息。数据收集后,必须对数据进行验证。当大量工人和车辆经过时,手动控制数据采集可以有效缩短扫描仪与建筑物之间的距离,增加测量点的数量。使用三维激光扫描技术数据时,扫描设置与点云的质量密切相关。激光点频率参数的设置直接关系到确定目标距离和点云覆盖的准确性。借助点云处理软件,可有效实现点云浏览、点云连接、点云降噪和点云分离。最后,扫描数据由点云散射、高程绘制、3D建模等技术表示。显示建筑扫描和映射的总体效率。数字化建筑测绘数据时,使用数码相机拍摄照片并绘制相应的草图。在完成站点数据扫描后,必须对云量数据进行充分验证,并且必须恢复和补充由于错误或故障而获得的数据。

3.点云定位。云点的定位基于三维扫描仪的坐标以及在坐标下检测到的激光扫描仪点的距离和角度,从而可以确定测量建筑中每个点的元素坐标。每个地形点根据其空间坐标位置形成点云,最终形成三维点云效果。根据现场调查的草图和照片,分析现场调查后数据收集过程中可能出现的问题,并制定有针对性的实施计划:根据区域的具体情况和项目成功所需的准确性,选择合适的仪器和站位。在使用三维激光扫描技术的实际测绘操作过程中,通过扫描收集的数据由工作场所记录和评估。因此,空间站的设计必须考虑地形和环境因素。大多数测站位于高地或有远见的地区,以确保测量过程独立于地形。在开始数据采集之前,地面三维激光扫描仪必须全面、详细地了解建筑物所在测量区域的总体情况,并根据测量区域的环境观测绘制地形图。根据目标尺寸和周围屏蔽确定所需测量站的安装位置和数量,并根据现场条件合理配置测站;根据设计要求,提前观察建筑物的空间位置和纹理,并使用数码相机拍摄物体。由于三维激光扫描技术所使用的坐标系是独立的,因此在操作过程中必须根据操作路线设计工作站,以确保不同工作站之间的数据传输、数据采集和处理,避免数据混淆。

4.建筑物保护。保护建筑物包括扫描这些建筑物并记录其所有数据,以便在其受损或毁坏时进行修复或重建。对于大型建筑工程,建筑物变形检测是一项不容忽视的重要任务。检查建筑物变形时,可以使用三维激光扫描技术对建筑物进行非接触式扫描,然后将收集的数据与先前存储的数据进行比较。

三、运维管理与变形监测

运维管理和变形监测是建筑测绘的重要组成部分。在确定建筑物变形时,公司在规划阶段、绘图、实际施工等方面花费了大量时间和金钱,承包商可以将三维激光扫描技术应用于操作管理,然后将收集的数据与先前存储的数据进行比较。该方法可用于确定测绘期间建筑物墙面是否满足设计要求,也可用于确定工地维护期间墙体变形。利用这项技术,制定了科学合理的管理计划,以减少维修、维护和翻新成本。对于结构复杂、功能齐全的建筑物,三维激光扫描技术可用于非接触式建筑物扫描和扫描技术检测建筑物变形等情况中。利用三维激光扫描技术的优势,无损建筑,检测效率高,结果准确。它为构建智能化、信息化和综合交通管理平台提供了技术支持,有助于提高现场测绘的效率,并对降低运营成本和延长建筑物寿命产生了积极影响。此外,变形监测在整个建筑测绘生命周期中发挥着重要作用,直接影响到建筑质量和建筑结构的安全。因此,为了确保测绘工作的良好结果,测绘人员必须清楚地认识到需要使用三维激光扫描技术来监测变形,对待测物体进行完整测量,并将扫描数据与多个数据进行比较。采用三维激光扫描技术监测建筑物变形,同时保证一定的扫描距离和云密度。它的主要优点是可以快速、完整地一次性采集建筑表面数据,并加快数据采集过程。但也存在一些问题。首先,由于现场情况的复杂性,三维激光扫描技术的数据采集不可避免地会出现“死点”,这将对云数据分析产生一定影响。其次,如果手动减少点云中的噪波,则可以删除相应的点云。特别是对于墙上的电线、门和窗户,这些关于墙附近云的数据取决于噪声数据的属性,如断裂和散射。它很难去除,这增加了降噪的难度和效率,并使数据分析的准确性依赖于图像。

总之,通过三维数字化技术的实际应用,可以完全实现测图点的定位,在短时间内采集到大量的测图点参数信息。可实时采集测量距离和角度的测绘数据。为相关工程设计和施工人员提供更准确的施工坐标参数,整体测量效率较高。有效优化测绘人员的工作效果,为建设项目的建设打下了良好的基础。

参考文献;

[1]王军.三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用.2021.

[2]刘富举.无人机倾斜摄影测量技术在建筑测绘中的应用研究.2022.