测绘技术随着现代科技的不断发展而不断更新换代,日新月异。3D激光扫描技术近年来成为“GPS技术以来最先进的测绘技术”,可以说是一项新技术。利用这种技术可以有效地捕捉空间资料,在地面上形成专业的影像资料和显示功能,利用激光扫描测量的方法来了解它的空间信息和资料。构建的三维立体模型图提供了一种全新的工程施工技术手段。
一、城市道路工程分类和内容勘察和制图需求
市政道路工程分两大类实施。新建道路施工及大修道路。大型地形图既作为设计路线的依据,又反映了道路建设中的特点和地形地貌,是拆迁单位用于计算拆迁数量和拆迁补偿的。道路维修工程由于需要重新规划裂缝、破损、车辙、公交车站、港口、交通标志等,是一条需要修复的原始道路。这一类型的工程需要的就是今天这样一台大型的地形测绘机。除完整的断面测量外,还包括各类交通标志(标志、交通信号灯、公共汽车站、道路上的全部护栏以及车辙等地面所有交通设施的车道分隔线)。各种管道检查井盖的位置,地形图上要准确地标出井盖的大小、高度等。设计人员对图纸密度要求很高,以确定覆盖量。每隔10米就要测一组标高,路口一般要测5米标高的格子。测量员的工作量非常大,采用传统的野外地形数据采集方式。地面上容易被忽略的元素实在太多了,这就给设计者造成了困扰。此外,路面上行驶的大量车辆,使得驾驶员在路面作业时,存在着较高的危险性。
二、三维激光扫描技术
3D激光扫描技术是近几年发展起来的一项新型测量技术,已被多个发达国家普遍认可。通过与全站仪相结合,操作极其简单,测量速度相对较快,相对于常规测量技术而言,可以有效地获取指向某一点的目标信息。也有可能符合某些精密液压表面的有关标准。本文以地面三维激光扫描仪为研究对象,但市面上最受欢迎的地面三维激光扫描仪多以测量距离的时移原理为主。利用伺服马达系统的反射式标定镜在仪器进行室内。在现代,土木建筑、古建筑保护、林业研究等均被广泛地用于地面三维激光扫描技术。在实现特定结果的虚拟现实建模中进行规划和设计。
三、道路项目测绘具体要求
该系统主要用于新的道路和修补的道路。测量机构在建立新道路的时候,必须提供一个大型的建筑区域地形图,让各个部分、各纵向部分都要提供数据。为大比例的地形图,可以使选择新的路径提供方便。因此,大比例的地形图将被特定的地形呈现出特定的地形。如果有必要修理,可以在有道路上各种公共汽车场站、交通设施等都要进行重新计划。所以,在道路工程测绘部要提供大型地形图、断面测量资料的同时,还要明确原始路径,确保测量资料的高、大、准则。利用传统的技术进行道路测试,可以为测试者带来很大的工作量,造成了测量的结果的缺失,这也是目前道路测绘工作道路工程设计面临的挑战,测绘道路修复工程时,测绘人员安全也很难得到保障。在公路工程和制图中,地面三维激光扫描技术已逐渐用于工程的研发和制图,但目前已经取得了很好的效果,从而克服了制图技术的缺陷。
四、立体激光扫描作业过程
4.1国外行业数据采集情况
三维坐标测量外业数据采集目标。包括平面控制测量和高度控制测量在内的目标和控制点布局与测量、控制测量和数据全景测量。资料扫描包括三维激光扫描与三维目标测量两部分。
现场资料的采集受限于三维雷射扫描仪的范围,空间解析度也不一样,如果扫描仪与被扫描对象形成的角度不同。角度越小,解析力越低,点的精确度就会因扫描距离的不同而有所差异。再加上有一些无形的障碍物,所以很多站点一般都要把路面丈量完毕。接下来,不同测量站的测量资料都需要缝合。因此,根据扫描仪的测量范围,需要将3个或3个以上图案不规则的目标放置在各相邻测量站的重叠位置。控制点平面坐标测量可采用GPS或全站仪,高程测量可采用水平或三角测量。
确定区间起扫描。设置区间十分关键。如果间隔时间过长,会对后面的资料处理准确性造成影响。如果间隔过小,那么采集到的点云数据量过大,对数据的传输、存储以及后续的资料处理都会造成不小的负担。为了增加可视性,需要确保每个站点的扫描距离在30米到50米之间,并且在相邻站点之间有一个特定的点云重叠区。如果能见度很差,在扫完所有需要测量的目标之前,需要选择合适的位置,增加扫描台的数量。
4.2国内行业数据加工
现场扫描的3D点云数据量大到车辆、行人、树叶等有用的数据和不想要的数据都包含在里面。这个不想要的数据叫做噪音数据。包含大量数据的点云必须经过处理才能使用。因为车辆、行人、树木等的影响而收集到很多没有用的资料。这样的资料叫做杂讯资料,而删除这样的资料的过程叫做资料过滤。杂讯资料和有用资料点云的不同之处在于杂讯资料不连续,不规则,稀疏,让人摸不着头脑。这个功能可以把吵杂的资料去掉。若采集的点云资料或本地资料较专案本身更为密集,可对区间资料进行处理,又称重复资料删除。
五、结束语
事实上,我们也发现三维激光扫描技术在地面的应用存在以下不足之处,如山区植被增多等,数据采集过程仍受场地条件限制。对数据进行后期处理会比较复杂,完成这一块所需要的时间也会比较长。数据处理会造成后续工程人员进场时间的延迟。设备昂贵,生产单位在这一阶段还不能完全由传统的测量方式转化为三维激光扫描法。
参考文献
杨朝兴,刘韦华,谢梅秀.三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].科学技术创新,2020(17):58-59.
万飞,许小金.三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(05):114-115.