朱微

（常州市測繪院，江蘇 常州 213003）

1 引言

三維激光掃描儀是進行地下管廊測量中經常使用的掃描儀器。隨著我國信息技術的不斷提升，人們對三維激光掃描儀進行了改良以及優(yōu)化，轉變了三維激光掃描儀傳統(tǒng)的測量模式。傳統(tǒng)測量儀器（如全站儀）在進行地下管廊測量過程中，測量工作效率較低，測量結果也缺乏準確性，給地下管廊測量工作帶來了較大的難度。移動式激光掃描儀在進行地下管廊測量時，所具備的靈活性以及自由度更高，能夠使地下管廊測量工作更加簡單便捷。測量人員在利用移動式激光掃描儀進行測量工作時，掃描儀能夠更快地獲取掃描區(qū)域的數據，并且能夠保證數據結果更加精準，有效保證了地下管廊的測量效果。

2 移動式三維激光掃描儀

2.1 移動掃描儀

移動掃描儀是三維激光掃描儀中的一種，測量人員在使用移動掃描儀進行掃描時，主要是采用手持的方式對物體進行掃描。傳統(tǒng)的三維激光掃描儀在使用時，不方便測量人員攜帶以及掃描，增加了地下管廊測量工作的難度，使地下管廊測量工作更加復雜。移動式三維激光掃描儀方便測量人員攜帶，還能夠隨時進行移動測量，使地下管廊測量工作更加簡單。工作人員在開展測量工作時，利用移動掃描儀對需要測量的區(qū)域進行掃描，能夠快速獲取相關測量數據，并且能夠保證測量數據的準確性。移動掃描儀使地下管廊測量工作更加簡單，也成為地下管廊測量的主要方式[1]。

2.2 控制測量

測量人員在利用移動式三維激光掃描技術進行地下管廊測量時，需要在測量區(qū)域設置合適密度和精度的控制測量點，這樣才能夠保證移動式三維激光掃描數據更加精準，符合地下管廊的測量要求。在測量區(qū)域設置控制測量點時，測量人員要能夠結合地下管廊的實際情況，充分考慮地下管廊所在位置以及地形的影響，使控制測量點的密度以及精度更加合理。測量人員可以設置2 組控制測量點，一組在地下管廊的頭部，另一組在地下管廊的尾部。控制測量點的設置還需要保證地下管廊內部位置較為空曠，這樣才能夠使地下管廊測量結果更加清晰，控制測量點要呈三角形分布，控制測量點的間距可以根據地下管廊的實際情況進行調整[2]。如圖1 所示。

圖1 地下管廊控制測量點

2.3 掃描作業(yè)

在利用移動式三維激光掃描技術對地下管測量時，測量人員要對地下管廊的現場情況進行了解，根據實際情況確定合理的掃描測量路線，使掃描測量工作更加具有規(guī)劃性，保證掃描測量工作能夠順利進行[3]。在進行掃描測量的過程中，測量人員可以采用多任務的掃描方法，測量人員可以選擇地下管廊中具有明顯特征的區(qū)域，并分別對這部分區(qū)域進行掃描測量，測量完畢之后再將這些區(qū)域拼接起來，從而得到較為精準的地下管廊測量結果。測量人員在對地下管廊進行單次掃描時，測量人員要能夠掌握好測量距離，同時還要控制好掃描時間，測量人員可以根據地下管廊的實際長度計算出測量距離以及掃描時間，保證地下管廊的掃描以及測試結果更加準確。

3 移動式三維激光掃描儀在地下管廊測量中的應用

3.1 點云配準

在地下管廊測量中應用移動式三維激光掃描儀，測量人員可以采取分段掃描的方式對地下管廊進行測量。在進行分段掃描的過程中，移動式三維激光掃描儀所掃描出的點云參數都不同，需要測量人員對地下管廊進行重復掃描，將參數不同的點云數據進行配準，再將配準好的點云參數放置在合適的坐標內，促進點云參數能夠在坐標內形成三維圖形[4]。測量人員在進行點云配準時，可以選擇利用基于點云配準以及基于目標配準2 種方式進行，基于點云配準的掃描方式，需要測量人員對地下管廊的重疊區(qū)域進行掃描，之后再對點云進行配準?；谀繕伺錅市枰獪y量人員在地下管廊測量區(qū)域設置目標點，并獲取目標點的點云參數，測量出目標點的坐標，最后對其進行點云配準。如圖2 所示。

圖2 點云配準

3.2 數據降噪

在進行地下管廊測量的過程中，測量數據容易受到外界因素的干擾，會將不必要的掃描信息錄入地下管廊的測量結果內，導致測量數據精準度不夠。地下管廊測量數據不精準，會增加測量人員的后期工作量，為了能夠使測量數據更加準確，測量人員需要對數據進行分析以及優(yōu)化，增加了測量人員的工作難度。

通過與點云特征矩陣庫對比的方式，可自動識別出點云場景內的特征物，并進行剔除。隨著掃描作業(yè)的增多，后期還會通過SVM 算法用更多的樣本對點云特征矩陣庫進行訓練和擴充，以提高點云特征矩陣庫識別特征物的種類及識別的準確性，達到數據降噪的目的，保證測量數據更加精準。在對地下管廊進行掃描時，移動三維激光掃描儀能夠使地下管廊整體可視化，并且能夠清除外界因素對測量工作的干擾，保證地下管廊的測量結果更加準確，緩解測量人員的工作壓力[5]。

3.3 數據重復采樣

測量人員在利用分段掃描的方式對地下管廊進行測量時，所掃描出的數據會出現小部分重疊，給數據拼接工作帶來較大的難度，影響地下管廊測量工作效率。為了減少這種情況的發(fā)生，測量人員可以對測量區(qū)域進行重復掃描、重復采樣。測量人員在對地下管廊數據重復采樣的過程中，要保證數據的精確性，這樣才能夠保證測量結果更加準確，可以作為有效數據進行參考。測量人員在進行數據采樣時，需要結合地下管廊的實際情況合理控制采樣之間的距離。重復采樣能夠使測量結果更加精確，對提高地下管廊的數據測量工作水平有著重要作用。

3.4 分類提取

為了保證地下管廊測量結果更加精準，測量人員在利用移動式三維激光掃描儀進行測量時，要做好地下管廊管線的分類提取工作，使地下管廊整體空間結構更加清晰，管線屬性特征也更加明顯。測量人員在對地下管廊管線進行提取時，可以將管線分為不同種顏色，這樣能夠更好地區(qū)分不同的管線，使地下管廊測量工作更加簡單。測量人員可以將不同顏色的管線進行標注和記錄，使地下管廊的管線更加清晰，使測量人員更容易進行辨別[6]。

3.5 精度分析

為了檢驗移動式三維掃描儀測量地下管廊數據結果的可靠性，采用傳統(tǒng)測量方法對測量結果進行檢測。從檢測結果看，移動掃描技術可以應用于地下管廊測繪。

4 結語

綜上所述，移動式三維激光掃描儀在地下管廊測量中的應用，能夠使測量結果更加精準，還能夠有效提高地下管廊的測量效率，為測量人員提供更多的工作便利。使用移動式三維激光掃描儀進行測量，能夠使地下管廊的空間結構更加清晰，實現地下管廊測量可視化。