三维激光扫描在建筑测绘当中的应用

摘要：三维激光应用技术的研究被称为是全新意义上技术革命，其作为GPS技术产生之后的又一项伟大发明，对测绘领域具有至关重要的意义。随着应用技术的程度不断提升，相关工作对信息处理的要求不断增加，使得针对云数据的处理开始要求对三维激光扫描提出了要求。本文针对三维激光扫描在建筑测绘当中的应用问题进行具体论述。

关键词：三维激光扫描 里面测绘 点云

三维激光扫描已经应用在测绘行业并发展相当长的一段时间了，这项技术具有反映速度较快，主动性强以及全天候等多项优势特征。因此，有助于提升外业测绘环境质量，并进而能够提升测绘的实际工作效率。但是，作为一项高精技术种类，其应用到目前为止仍然被一些高端公司所垄断。或者只有少数具有实力的科研单位以及高校才能够使用。这种客观存在限制了这项技术的更新与发展，本文则从三维激光扫描技术应用的角度综合分析其在建筑测绘方面的应用问题。

一、三维激光扫描及测绘流程

三维激光扫描工作当中的相关流程情况与传统测绘的具体流程十分相似，主要采用的是方式都是先控制后碎部的形式，先完成整体部分的测绘，最后完成局部；除此之外，就是先进行外补作业再完成内部作业。具体流程结构为：收集资料-技术设计-控制测量-外业扫描-点云处理-矢量化。

不同类型的扫描仪器在工作的过程中运行方式并不相同，但是基本流程相近，需要通过对中、整平、定向以及扫描相关流程完成。这其中Leica型号的仪器能够形成一种基于全站的观测以及定向模式内容，其中包括对后方交会以及定向点坐标测定的模式。通过上述中的这种情况可以完成多点云的归一坐标系拼接。为此，就可以不再通过其他类型的软件完成对相关数据的后期拼接。

在发生控制点数量不足的时候，Leica型扫描设备还可以根据实际情况扩展控制点。采用前方教会法或者而是后方交会法等方式可以有效扩展控制点。

这个过程中采用支导线法可以通过对一个标靶进行观察就形成不同的控制点扩展，并能够结合实际的地形地貌情况，完成工程测量工作，同时还能够确保精度较高。

采用精模扫描模式需要十几分钟，相关设定可以通过手动完成。点位设置最小可以设定在1mm，这种类型的模式多应用在对古建筑以及文物等的精细扫描当中。通常工作环境的扫描会采用中模，扫描时间则在5-6分钟左右。

三、点云技术处理

点云技术处理主要通过对点云拼接、合并、去噪以及分割与统一抽稀，相关工作需要借助于技术软件才能够完成。

（一）拼接与合并

想要实现对测绘对象的全覆盖以及综合测绘需要建立多个测绘点，并在各站点上进行独立测绘，并最终将相关测绘数据结果完整拼接在一个数据模型当中。不同测绘站点能够被拼接在一个数据库当中，但是这些站点仍然具有独立性，为此还需要借助于Merge软件完成合并。

（二）去噪技术处理

三维激光扫描能够实现的效果就是对扫描对象全部型号进行收集，真正实现所见即所得。三维视域当中具有能反信号的物质都能够进入到扫描仪当中不能够形成信息。这其中当然包括一类不需要的点云，这部分内容被称为是噪点。这些噪点并不能够对实际工作产生积极性影响，相反一方面会增加数据总容量，降低运行速度，另一方还会对扫描产生误区。为此，需要对扫描测绘当中的噪点进行去噪技术处理。

（三）分割技术与抽稀

通过采用去噪技术手段能够对扫描当中不需要的噪点进行清除，在一定程度上提升了运行速度。但是，因为大量站点数据在进行拼接的而过程中形成了海量数据。为此，采用一般意义上的计算机进行这种级别的信息处理并不现实。为此，本文当中形成的解决办法为分割与抽稀。

1.分割

将一个较大测区进行分割，形成较小的测区，这样就能够降低点云的实际数量，从而能够提升计算机运行速度。Cyclone软件为这种分割功能提供了两种不同类型的环境。第一，借助于Segment软件可以形成相对比较完成的点云块，通过这项软件能够完成相关的编辑与实际操作工作。第二，通过将需要的点云进行复制，并粘贴进入到一个模型空间当中，通过软件架构新建模型以及原模型两者之间进行关联，并在全新的模型当中进行相关操作。

2.抽稀

主要指的是基于用户需要，减小点云的实际密度。这是一种对数据库进行优化重要方法。其更是能够提升计算机运行效率的重要措施。通过操作实际数据库，可以有效完成抽稀活动。

四、三维激光扫描立面测绘技术应用

（一）形成独立坐标空间

在进行测绘的过程中需要通过形成独立坐标系统，这是进行立面测绘的重要步骤，关系到测绘实际效果质量。

其中具体的步骤包括几个方面：

（1）基于三维正视图角度形成对Y轴的切片，其位置设定往往首先考虑的是点云稠密连续段；

（2）在俯视图中根据点云画房屋外轴线；

（3）最终通过自定义坐标系统完成命名，并对坐标系进行重新确定。

（4）通过试图管理软将要保存坐标系统进行预设。

（二）立面切片分析

点之间会存在空隙，为此，正视图以及后视图当中的点云之间会产生重叠，为了避免造成视觉效果上的混乱，需要通过左右视图完成对点云视觉效果问题的解决，为此，往往采用的是切片法，具体如下图2所示：

（三）立面图

针对立面进行切片之后，能够得到正射影像图，其中影像图中的像素都包含固定的三维坐标点云，其点云可以通过颜色进行区分和设置，进而形成彩色照片。同时也能够将这种类型的彩色照片进行拟合，并最终放在三维点云环境当中，令点云具有真彩色，通过这种技术实现可以增强业内作业相关人员对特征线点的判断效果。具体如下图3.所示：

结语：综上所述，针对建筑立面进行技术测绘时采用三维激光扫描具有十分明显的优势特征，这种技术能够极大的提升建筑测绘的实际工作效率，并能够降低外业工作人员相关工作强度，避免受到外业环境的负面影响。为此，具有实践推广价值。

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