陳德師

（福州市勘測院，福建 福州 350000）

0 引言

伴隨測繪技術(shù)的不斷進步，三維激光掃描得到較快普及，也得到了業(yè)內(nèi)人士的深入研究，成為了當前常用的一項先進技術(shù)，與以往測繪手段進行對比，該技術(shù)存在不可替代的優(yōu)點，文章將探討這種技術(shù)在竣工測繪方面中的運用。

1 建筑規(guī)劃竣工測繪概述

規(guī)劃竣工測繪內(nèi)容涉及諸多方面，如1∶500的地形圖繪制、建筑物高度測量以及室內(nèi)地坪測量等。就之前的規(guī)劃測繪方式來看，一般都是借助全站儀及水準儀等配合實現(xiàn)，其中包含二維平面測量，一些地區(qū)還增加了樓高及面積數(shù)據(jù)的測量，但是基于經(jīng)濟的深入發(fā)展，使得城市規(guī)劃管理的內(nèi)容逐漸增多，原有的二維竣工圖已經(jīng)很難全面呈現(xiàn)建筑物的形狀，以及建筑物與附近地、物之間的關(guān)系，無法準確提供建筑物風格等要素，很難有效達到規(guī)劃管理的實際需要[1]。

2 三維激光掃描概述

該項技術(shù)屬于全自動掃描技術(shù)，具備較高的準確性，能夠短時間內(nèi)收集物體表面的連續(xù)三維坐標和相應的影像數(shù)據(jù)，基于此，該項技術(shù)也常被稱為實景復制技術(shù)，它屬于測繪領(lǐng)域技術(shù)運用的再次創(chuàng)新。同全站儀及GPS測量技術(shù)進行比較，三維激光掃描數(shù)據(jù)信息的獲取效率更高，且其采樣點數(shù)也相對較多，可全面防止原來的測量點數(shù)據(jù)應力分析中存在的片面性及局限性問題，也就是解決了以點帶面分析存在的不足；同近景攝影測量方式進行比較，雖然該項技術(shù)不能構(gòu)建連續(xù)三維模型，但是其工作效率較高，后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作也非常簡便，可以短時間內(nèi)構(gòu)建測繪的三維數(shù)據(jù)模型，有著非常好的運用前景。

由于激光掃描的三維數(shù)字化測量技術(shù)是在原有測量技術(shù)之上發(fā)展起來的，借助激光掃描儀，可以高效采集點云數(shù)據(jù)，把外業(yè)工作變?yōu)閮?nèi)業(yè)工作，在很大程度上減少了外業(yè)工作時間，與此同時，還有效縮減了勞動強度，有利于全面提高工作效率。

3 三維激光掃描的技術(shù)路線

在開展竣工測繪作業(yè)的過程中引入三維激光掃描，需要做好兩部分工作，第一部分是對外業(yè)數(shù)據(jù)進行采集，第二部分是對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進行處理。

3.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

外業(yè)數(shù)據(jù)采集屬于非常關(guān)鍵的部分，它能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的有效拼接，以及促進點云由工程坐標系發(fā)展到地方坐標系。外業(yè)控制測量應借助GPS網(wǎng)絡RTK，對控制點進行科學設置，同時在這一過程中，應確?？刂泣c同掃描站處于通視狀態(tài)且各個控制點的距離為100 m。針對激光掃描作業(yè)來說，應有效增強數(shù)據(jù)的全面性，并且對數(shù)據(jù)量進行科學把控，在這一過程中，應保證采樣的科學距離。

3.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

點云數(shù)據(jù)拼接，應采取反射片方法完成，其拼接精度在5 mm以下,關(guān)于部分掃描站，能夠開展選點拼接，不過當拼接結(jié)束后，還需開展平差計算，其拼接精度應小于等于5 mm。在坐標系轉(zhuǎn)換方面，針對所設的控制點，要求其精度小于等于1 cm。當數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，才能制作測量成果，結(jié)合點云數(shù)據(jù)，構(gòu)建比例為1∶500的地形圖，在這一過程中，通過點云數(shù)據(jù)代替全站儀測量數(shù)據(jù)。無論是地坪測量，還是建筑物測量和附近關(guān)系測量，甚至自身高度測量，都能夠依托于點云數(shù)據(jù)實現(xiàn)量取，也可以借助模型量取。充分結(jié)合點云數(shù)據(jù)，還能夠獲取與建筑物有關(guān)的資料，比如平面圖，借助點云數(shù)據(jù)進行繪圖，能夠保證圖形的直觀效果，確保其精確性。

4 實測案例

東湖蝶泉灣住宅小區(qū)項目地處連江縣，附近有沈海高速、福州繞城高速和104國道、228國道，交通便利。規(guī)劃用地面積約1.38×105m2，建筑面積約2.3×105m2，地下建筑面積約5.2×104m2。項目配套為東湖客運站、東湖加油站、東湖衛(wèi)生院、九龍山公園、湖畔步行街等。為更好地普及新技術(shù)，在本次測量中，對一些地區(qū)開展了三維激光掃描測量。

（1）儀器選擇

采用IMAGER5006掃描儀，每秒掃描9 760 000點，25 m范圍內(nèi)的距離誤差在2 mm左右，該儀器掃描速度快，可以掃描到很多的點，并且所產(chǎn)生的誤差較小，不過也有一定的不足，例如成本較高。

（2）數(shù)據(jù)收集

第一，掃描參數(shù)設置。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗，數(shù)據(jù)采集工作，可采用中等速度及質(zhì)量完成，分辨率應設置成1/5，質(zhì)量可設置成4X，掃描時間應在6 min 30 s左右。在開展控制測量的過程中，應借助GPS網(wǎng)絡RTK設置控制點，每個控制點的距離在100 m以下，高程需通過水準高程完成測量，并且控制點同掃描站應實現(xiàn)通視狀態(tài)，對于掃描工作來說，應有效確保其數(shù)據(jù)全面性，并對數(shù)據(jù)量進行科學掌控，要求采樣間的距離不能太密，除此之外，還應對建筑物紋理數(shù)據(jù)進行采集[2]。

（3）數(shù)據(jù)處理

借助儀器攜帶的FarSense點云處理軟件開展測站拼接，同時在Cyclone軟件中刪除噪點。通過Geomagic軟件，選取有效參數(shù)，并對處理完成的點云數(shù)據(jù)開展三角網(wǎng)模型構(gòu)建，借助掃描儀測量收集數(shù)據(jù)，將其同全站儀測量得到的數(shù)據(jù)加以對比，根據(jù)對比分析結(jié)果可以看出，掃描儀得到的數(shù)據(jù)信息，雖然同全站儀得到的數(shù)據(jù)的數(shù)值存在一定的差異，但其變化趨勢是相同的。表1所示的是全站儀測量和激光掃描的效率對比。

表1 效率對比

（4）成果制作

在有效轉(zhuǎn)換點云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展測繪成果制作，結(jié)合所獲得的點云數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，通過計算機軟件構(gòu)建一定比例的地形圖，并且繪制與建筑物有關(guān)的圖形，比如平面圖，通過構(gòu)建三維模型開展相應的測量工作。針對無法通過點云繪制的部分，需要通過其他技術(shù)采集數(shù)據(jù)，同樣依靠計算機處理數(shù)據(jù)從而得到圖形。

5 結(jié)語

在規(guī)劃竣工測繪中引入三維激光掃描，可高效、全面地獲取所需的全部信息，同時根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，提高規(guī)劃竣工測繪的準確性。根據(jù)相關(guān)的實踐研究顯示，相較于原有的測量方式，該方式可以在很大程度上提高作業(yè)效率，縮短測量周期，應大力推廣及運用。