1引言

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是上世纪90年代中期开始出现的一项高新技术，是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。它突破了传统的测量方法，实现了数据采集由点到面技术突破，具有高效率、高精度的独特优势。

本文主要通过介绍三维激光扫描测量技术的原理以及用于永嘉县五尺红色旅游基地环境综合整治房屋立面测量的应用过程，体现利用新技术克服了传统建筑立面测量的局限性，对建筑物进行无接触扫描，同时将获得的点云信息快速转换成计算机可以处理的数据的高效测量方式的优势。有效的解决了建筑物立面数据人工采集时所带来的精度损失、效率损失等问题，尤其是解决了高层建筑物立面元素无法量测的问题。体现了三维激光扫描技术具有快速、无接触、实时性强、精度高、主动性强、数字化、自动化等特点。

2三维激光扫描仪工作原理

三维激光扫描系统可分为脉冲式、相位差式和三角测距原理式几类。目前市场流行的地面三维激光扫描仪主要是脉冲式，此类扫描仪基于时间漂移原理（Time—of—flight）进行测距，具有测程远，测距精度高等特点。

三维激光扫描仪是利用激光测距的原理，三维激光扫描仪的原始观测数据一般包括激光光束的水平角、垂直角；仪器到扫描点的距离值；实体表面点的反射强度；通过内置或外置数码相机获取实体影像信息，得到扫描点的颜色信息。水平角、垂直角、距离值用于计算扫描点的三维坐标值，反射强度、颜色信息可用于点云数据后续处理，提取实体边缘位置信息和真彩色纹理信息。

3建筑测绘工作中三维激光扫描技术的具体应用

结合我国某地区一处建筑工程测绘工作项目展开分析，本次建筑工程项目属于旧房改造项目，主要是在建筑外立面结构建立三维结构模型，为后续的建筑立面治理工作奠定良好的基础。

（一）测绘工作流程分析

在本次建筑测绘工作中应用三维激光扫描技术，建筑测绘工作中主要包含前期的准备工作阶段、外部环境数据收集阶段以及内业数据综合处理工作阶段，最终生成相应的测绘工作结果。在前期的准备阶段，需要对本次建筑工程项目的基础资料信息进行全面收集和总结，有效了解项目工程的建设情况有效分析测绘工作的具体需要以及相关测绘工作难点，有效结合现场勘查情况确定测绘工作路线，对相关工作人员和各种软硬件设备进行合理配置，为后续的正式测绘工作奠定良好的基础。

在外业数据扫描工作中，相关工作人员需要确认测定站点的具体位置以及相关的扫描工作参数。本次项目工程中，通过采用三维激光扫描仪设备对目标建筑进行整体扫描，同步拍摄对应的平面影像信息，扫描数据收集工作完成后需要展开数据时检查工作。在内业数据处理工作中，通过使用点云处理工作软件，有效完成云查看点云拼接、点云降噪以及点云分割等各项工作，最终将扫描数据信息通过点云漫游、立面绘制以及三维建模等方法，呈现建筑整体的扫描测绘效果。

（二）立面图测制

利用处理后的点云数据测制立面图采用两种方法：

（1）立体模式特征点提取（三维量测）该方法需要作业人员在电脑内以立体观测模式选择点、面，而后进行三维量测，提取特征点进行测量，然后在AutoCAD中进行绘图，由于在立体观测模式下点云数量巨大，测标切准目标点的准确性受到观测视角以及主观判断的制约，因此作业员需要反复变换视角进行确认观测，造成作业效率较低。

（2）平面投影描图模式该方法改善了方法（1）立体量测作业员需要反复变换视角进行确认观测造成的效率低下的弱点，通过将点云经自主研发软件的投影功能，进行主平面投影，旨在每次锁定一个平面进行编辑，排除立体点云中非当前目标面上点云的干扰，将投影后得到的目标面点云直接导入到AutoCAD中，在平面上进行矢量化描绘，省去了立体观测的繁复，显著提高作业效率。

（二）外业数据收集工作环节

在三维激光扫描技术的应用过程中，外业数据采集工作阶段收集的数据信息质量高低，直接关影响三维建模工作质量，人流量属于形成影响点的重要因素之一。本次外业测量工作中，除了使用错峰数据收集方法以外，其中还增加了弹性测量工作机制，在大量工作人员和车辆通过的条件下，通过人为性控制数据信息的采集，可以有效降低扫描仪和建筑物之间的间距，增加了测量点的数量。点云拼接属于数据处理工作阶段的一项重点和难点问题之一。在实际的测量工作中，需要有效保证前后侧梁站之间存在30%的重叠度，保证不同测量点之间具有完整的测量平面，可以在相邻到测量点位上设置中心点测量目标，作为后续拼接参数参考。

扫描参数设置和点云质量设计之间存在密切关联，激光点的频率参数设置工作直接关系目标识别距离以及点云拼接之间的准确度。在本次测量工作当中，通过使用不同的激光测量点评率展开对比试验和分析，确认点评率大小设置为100kHz，扫描分辨率的设计直接关系到扫描数据的总量和扫描时间长短。本次激光扫描的垂直分辨率大小设置为0.182°，水平方向上的分辨率设置为0.0035°。在本次建筑数据扫描工作中，通过使用数码相机设备同步展开拍照，绘制相应的草图。每一站数据信息扫描工作完成后，需要对点云数据进行全面筛查，对其中存在的漏洞或造点过多的数据进行返工重新测量。

（三）内业数据处理工作阶段

在内业数据处理工作过程中，点云拼接是其中非常重要的工作环节，是内业数据处理工作中比较复杂的工作部分，点云拼接工作的精确度直接影响内业数据处理工作质量。在本次内业处理过程中，通过HD3LSSCENE软件采取近邻迭代配置算法，将获取的激光扫描数据根据前后扫描顺序依次进行点云自动化拼接。

针对因受光照扫描角度以及环境差异性等方面原因无法实现自动拼接的条件下，需要在软件中设置出两站点间的特征点，实现人工手动拼接处理，对拼接工作误差进行进一步检查，需要保证拼接工作误差小于2cm。

在本次的点云降噪处理工作中，通过使用该软件自带的点云自动过滤功能，可以有效实现点源降噪处理工作。针对其中个别无法实现自动去除的影响点，可以通过使用多边形选择器固定噪声点，利用人工手动的方法实现降噪处理。

（四）扫描工作精度分析

为了有效验证本次三维激光扫描技术，分析建筑测绘工作中的测量精度情况。本次项目工程使用全站仪设备对建筑体的立面部分的门和窗户以及拐角坐标展开现场测量工作，将所获取的测量信息参数和三维激光扫描参数数据之间进行综合对比。通过结果分析可以得出在不考虑全站仪测量工作所产生的精度误差的条件下，通过使用三维激光扫描技术，建筑测绘数据以及全站仪测绘工作所获取的误差量均可以控制在10mm范围之内，测绘工作精度符合建筑测绘工作的基本设计要求。

结束语

综上所述，当前随着我国建筑产业的不断向前发展，建筑工程施工规模和施工总量正在不断加大，建筑测绘工作作为建筑工程施工中的重要工作环节，直接影响建筑工程的施工质量和安全性。因此，建筑工程施工单位需要对建筑测绘技术加以合理应用，全面提高建筑测绘工作的精确度。通过三维激光扫描技术在建筑测绘工作当中的有效应用，可以有效解决传统建筑测绘工作存在的不足。

参考文献

[1]王林.三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用[J].安徽建筑,2021,28(08):164-165+206.

[2]董毅.三维激光扫描技术在汝箕沟煤田地形测绘中的应用[J].现代矿业,2021,37(07):45-48.