建筑物外立面測繪
一、背景
在建筑物立面測量領(lǐng)域，三維激光掃描測量技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，克服了傳統(tǒng)建筑立面測量的局限性，它不再是利用皮尺、測距儀等簡單工具進(jìn)行建筑物長寬高的測量模式，而是能對建筑物進(jìn)行無接觸、快速、高精度掃描，同時將獲得的點云信息快速轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以處理的數(shù)據(jù)的高效測量方式。解決了建筑物立面數(shù)據(jù)人工采集時所帶來的精度損失、效率損失等問題，尤其是解決了高層建筑物立面元素?zé)o法量測的問題。
三維激光掃描技術(shù)是一項新興的獲取物體空間數(shù)據(jù)的方式，同傳統(tǒng)的測量手段相比，HDS技術(shù)可以連續(xù)、自動、快速地采集大量的目標(biāo)物表面三維點數(shù)據(jù)，即點云（Point Clouds），因此具有許多獨特的優(yōu)勢。
特點
1、快速性；
2、采樣率高；
3、實時性、動態(tài)性、主動性；
4、非接觸性；
5、全數(shù)字特征、自動化；
6、外置（內(nèi)置）數(shù)碼相機(jī)；
它的工作過程實際上就是不斷的數(shù)據(jù)采集和處理過程，通過具有一定分辨率的空間點所組成的點云圖來表達(dá)系統(tǒng)對目標(biāo)物表面的采樣結(jié)果。
傳統(tǒng)的測量方式是單點采集數(shù)據(jù)，獲取的是單點數(shù)據(jù)，而HDS技術(shù)不需要合作目標(biāo)，因此可以自動、連續(xù)、快速地獲取目標(biāo)物表面密集采樣點數(shù)據(jù)，從而提高了測量的效率，拓寬了測繪技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
三維激光掃描技術(shù)的組成
1、高速精確的激光測距系統(tǒng)；
2、引導(dǎo)激光反射并以均勻角速度掃描的發(fā)射棱鏡；
3、水平方位偏轉(zhuǎn)控制器；
4、高度角偏轉(zhuǎn)控制器；
5、數(shù)據(jù)輸出處理器；
6、內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)。
通過傳動裝置的掃描運動，完成對物體的全方位掃描，通過一系列處理獲取目標(biāo)物表面的點云數(shù)據(jù)。
二、測量的工作流程外業(yè)測量需要對測區(qū)范圍內(nèi)房屋的平面位置、窗臺、基礎(chǔ)標(biāo)高、屋頂高度等進(jìn)行測量，并繪制立面圖。項目主要包括內(nèi)業(yè)和外業(yè)兩部分工作內(nèi)容，具體工作步驟如下圖：
圖1：項目流程圖
三、數(shù)據(jù)處理流程
1、外業(yè)數(shù)據(jù)采集
2、單站點云數(shù)據(jù)（反射率假彩色）
3、原始點云（掃描架站位置）
4、原始點云（反射率假彩色）
5、原始彩色點云（掃描架站過程）
6、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理-導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行拼接
7、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理-拼接精度評定（三維掃描兩站之間最低拼接誤差6mm?。?/b>
8、點云拼接完成后，對點云進(jìn)行去噪，保留有效點云
9、點云導(dǎo)入CAD軟件中
10、外立面完成之后，外立面與彩色點云的比對圖
11、最后按照要求的繪圖標(biāo)注方式對門窗，防盜網(wǎng)、空調(diào)機(jī)位及管線進(jìn)行標(biāo)注整理
12、成果說明：1：1的比例成圖，以毫米為單位
三、項目小結(jié)
通過項目實踐，采用地面三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行房屋外立面測量能有效提高測量效率，獲取更多的外立面點坐標(biāo)，提高外立面測量精度，特別在測量表面復(fù)雜的物體及其細(xì)節(jié)方面優(yōu)勢更加明顯。
在項目實際測量工作中要對以下幾點經(jīng)驗總結(jié)：
1.選擇合適的外業(yè)測量方案：作業(yè)前需對實地進(jìn)行細(xì)致的踏勘，從而選擇合適的作業(yè)方案，特別對一些建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜的區(qū)域，激光掃描技術(shù)有明顯優(yōu)勢，但也有部分區(qū)域激光束無法到達(dá)，需要采用必要的常規(guī)測量手段予以補(bǔ)充。
2.內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理對專業(yè)知識的要求較高，且要求處理人員熟悉測區(qū)狀況，宜由同一組人員完成內(nèi)業(yè)和外業(yè)的全部工作任務(wù)。
3.在測站周圍環(huán)境復(fù)雜的情況下，需要選擇合適的模型甚至是多種模型結(jié)合使用來消除或削弱多路徑誤差，確保三維激光點云數(shù)據(jù)的正確性和精度。
4.采用地面激光測量技術(shù)進(jìn)行建筑物外立面測量，為獲取多種外立面數(shù)據(jù)成果提供了更多表現(xiàn)形式。
5.通過各地項目經(jīng)驗的積累，公司能為客戶提供更加高效的流程解決方案。
