引言
传统的建筑测量方法以手工为主，以平面为特征，易受到气象、环境等因素的影响。针对大规模、复杂的建筑物，采用传统的测绘方法费时费力，已不能适应现代化的建筑物测量要求。三维激光扫描是一种采用激光扫描的方法，可以在短时间内获得海量的点云数据。利用点云数据，对建筑表面的空间数据进行抽取与分析，从而达到对建筑的三维化表示。建筑测绘是一项复杂的系统工程，三维激光扫描技术能够快速获取建筑表面的三维信息，并对其进行全面的数据分析，对于建筑设计、建造和改造等都有着十分重要的作用。
1.三维激光扫描技术的应用优势
三维激光扫描是一种比传统测绘方法更具现代发展意义的新方法，它利用先进的三维激光扫描仪，可以实现建筑测绘的全过程自动化，从而大大提高了数据的精度与分辨率，与传统的建筑测绘相比，在时空上的约束更少，对技术的适应性也更强。当前，三维激光扫描仪主要是利用无接触的扫描方式来对被测建筑进行扫描，该技术无需利用反射棱镜，即可对被测建筑的数据采集对象进行立体的激光扫描工作，进而获得所需的建筑测量数据，而且整个数据采集工作都是通过三维激光扫描仪自动完成，无需人工干预。此外，将三维激光扫描应用到实际测绘工作中，能够选择性地超越已有的测绘区域，因此，对测绘工作所获得的数据的完备性与可参照性进行有效保障，并能有效地解决传统建筑物测绘因空间条件限制而不能确保数据的完整性与完整性的不足。在进行相关的数据扫描工作时，有关工作人员无需对测量范围进行草图绘制工作，也无需为测量范围进行规划测量，只要在整个测绘工作流程中，将三维激光扫描仪的部署和设置工作做好，然后通过整个工作方案的安排，仪器就可以自主地进行数据的测量、获取、收集、计算、分析、上传等工作，从而使测绘工作的工作效率和质量得到很大的提升。
2.三维激光扫描在建筑测绘中的应用
2.1.建筑点云数据采集与预处理
传统的点云测量方法受施工场地地形、测量设置点、面地物等多种因素的影响，导致其测量结果的准确性不高。针对传统建筑立面现场数据获取方式的不足，提出了一种基于三维激光扫描和2 D LiDAR技术的点云获取技术。雷达可以实时获取建筑物点云的深度和倾角，三维激光扫描系统则可以根据点深和角度，定向获取点云信息，具有很好的可移植性。通过转动平台的位置，实现对建设项目所处的区域的完全覆盖，使得收集到的建筑点云数据得到了完整的覆盖。首先，对建筑物立面进行测量，构建建筑物立面的三维场景模型，并对点云数据进行获取，并对其进行处理。在此基础上，按照工艺路线，选择适当的观测点，建立全站仪；最后，利用测量建筑物深度和角度信息，实时获得建筑物点云信息，实现平台位置的连续调整。利用所研制的三维 Lidar扫描仪，对建筑物立面的外业点云进行了全方位的采集。在此基础上，利用已建立的建筑物立面各点位的点云数据，对其进行配准。标靶纸的粘贴位置精度对建筑幕墙内部业资料的品质有很大的影响，本项目拟通过高、低、远、散的粘贴方法，使其与外墙紧密贴合，以防止在后续的测绘工作中出现标靶纸滑落和脱落。
2.2.三维点云测图
三维点云测图是通过对点云进行采集、处理，生成建设项目竣工图的一种方法。三维点云制图包括数据输入、数据转换、特征点获取、处理及输出等几个步骤。在对点云进行预处理后，先将其转化为制图需要的 PCD格式。为了增强点云的识别与调用能力，使系统能够更快地读出点云数据，必须先将其建立金字塔模型。在此基础上进行了资料的采集与制图。最后，完成测绘成果的编辑工作，包括图幅的编辑、修改、注记、填图和轮廓线的编辑。在竣工测绘中，要获取建筑（构）筑物的实际面积等相关数据，但为便于计算，往往需要对各层次的建筑进行数据采集。针对办公大楼中的异形构件，外部轮廓点分布较为复杂的特点，采用三维点云成图技术可以很好地解决这一难题。针对办公大楼异形构件的获取，利用点云分层方法建立特征线，依据建筑的实际状况及各特征结构，设计点云的分层方式及厚度，并按设计要求将点云数据分割成平面图。在此基础上，利用已有的点云数据，对异形体区域的几何特征线进行提取，并与工程图进行对比。最后，将特征线与建筑异形块相结合，构造出各层次的特征曲面。办公大楼内的异形块采集，既方便了建筑工程完工后的实际面积，又便于与全站仪的实测结果进行比较。
2.3.高程误差改正模型
由于的精确性，直接影响到了三维激光扫描技术的监控效果，所以需要对其进行精确的测量。根据建筑工程测量规范可知，测点的高程位移均为每天2毫米，通过对扫描数据的分析，可以看出，若不进行校正，就难以满足规范的要求，需要对正高程点位进行修正。通过对系统点位精度、高程误差方差、贡献率的分析可知，测距误差对高程误差有很大的影响，高程误差和测距之间存在着很大的相关性，所以要采用基准对比模型的方法来排除高程误差，这样才能得到精确的数据。
2.4.测绘工作的正式工作环节
在确保测量点位的合理布局的前提下，必须架设和架设站点标架及设备，以便利用三维激光扫描技术对被测对象及区域进行扫描操作。在确保前期准备充分的前提下，三维激光扫描仪单站扫描时间大约为4分钟，并在锁定车辆所在的位置打开外部 GPS，以确保整个坐标体系能够满足激光扫描的要求，从而进一步提升数据测量的工作质量，确保测量数据采集的精度。当激光扫描工作完成后，若所采集的数据不符合计划要求，或总体数据信息中有显著的瑕疵或缺陷，则可对其中一些瑕疵部位再次采用激光扫描，以确保数据采集的完整性与准确性。此外，还可以利用棱镜全站仪，避免被测对象、周边建筑等因素的干扰，从而进一步提升数据采集的整体质量。同时，为了确保数据采集结果的总体一致性和一致性，可以在控制点周围设定交叉靶心，防止对被测区域进行不完整的扫描。
3.结束语
综上所述，在建筑测绘中采用三维激光扫描，既能提高测绘工作的效率，又能有效地克服传统方法的弊端。因此，在建筑物的三维测量中，必须将其与传统的测量方法相结合，以提高其精度与可靠性。在此基础上，进一步开展三维激光扫描技术的研究与探索，并对其进行进一步的优化与改进，为其在建筑物测量中的应用提供有效的技术支撑。同时，也要加大宣传力度，使广大群众认识这一新技术，为今后推广和普及提供有利的条件。
参考文献
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