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建筑外立面测绘




  
建筑物外立面测绘
  一、背景 
      在建筑物立面测量领域,三维激光扫描测量技术的出现和发展,克服了传统建筑立面测量的局限性,它不再是利用皮尺、测距仪等简单工具进行建筑物长宽高的测量模式,而是能对建筑物进行无接触、快速、高精度扫描,同时将获得的点云信息快速转换成计算机可以处理的数据的高效测量方式。解决了建筑物立面数据人工采集时所带来的精度损失、效率损失等问题,尤其是解决了高层建筑物立面元素无法量测的问题。
  三维激光扫描技术是一项新兴的获取物体空间数据的方式,同传统的测量手段相比,HDS技术可以连续、自动、快速地采集大量的目标物表面三维点数据,即点云(Point Clouds),因此具有许多独特的优势。
  特点
  1、快速性;
  2、采样率高;
  3、实时性、动态性、主动性;
  4、非接触性;
  5、全数字特征、自动化;
  6、外置(内置)数码相机;
  它的工作过程实际上就是不断的数据采集和处理过程,通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物表面的采样结果。
  传统的测量方式是单点采集数据,获取的是单点数据,而HDS技术不需要合作目标,因此可以自动、连续、快速地获取目标物表面密集采样点数据,从而提高了测量的效率,拓宽了测绘技术应用领域。
  三维激光扫描技术的组成
  1、高速精确的激光测距系统;
  2、引导激光反射并以均匀角速度扫描的发射棱镜;
  3、水平方位偏转控制器;
  4、高度角偏转控制器;
  5、数据输出处理器;
  6、内置数码相机。
  通过传动装置的扫描运动,完成对物体的全方位扫描,通过一系列处理获取目标物表面的点云数据。
  二、测量的工作流程
  外业测量需要对测区范围内房屋的平面位置、窗台、基础标高、屋顶高度等进行测量,并绘制立面图。项目主要包括内业和外业两部分工作内容,具体工作步骤如下图:
 
 
  三、数据处理流程
  1、外业数据采集
 
 
  2、单站点云数据(反射率假彩色)
 
 
  3、原始点云(扫描架站位置)
 
 
  4、原始点云(反射率假彩色)
 
 
  5、原始彩色点云(扫描架站过程)
 
 
  6、内业数据处理-导入原始数据并进行拼接
 
  7、内业数据处理-拼接精度评定(三维扫描两站之间最低拼接误差6mm!)
 
 
  8、点云拼接完成后,对点云进行去噪,保留有效点云
 
 
  9、点云导入CAD软件中
 
 
  10、外立面完成之后,外立面与彩色点云的比对图
 
 
  11、按照要求的绘图标注方式对门窗,防盗网、空调机位及管线进行标注整理
 
 
  12、成果说明:1:1的比例成图,以毫米为单位
 
 
  三、项目小结
  通过项目实践,采用地面三维激光扫描技术进行房屋外立面测量能有效提高测量效率,获取更多的外立面点坐标,提高外立面测量精度,特别在测量表面复杂的物体及其细节方面优势更加明显。
  1.选择合适的外业测量方案:作业前需对实地进行细致的踏勘,从而选择合适的作业方案,特别对一些建筑物结构复杂的区域,激光扫描技术有明显优势,但也有部分区域激光束无法到达,需要采用必要的常规测量手段予以补充。
  2.内业数据处理对专业知识的要求较高,且要求处理人员熟悉测区状况,宜由同一组人员完成内业和外业的全部工作任务。
  3.在测站周围环境复杂的情况下,需要选择合适的模型甚至是多种模型结合使用来消除或削弱多路径误差,确保三维激光点云数据的正确性和精度。
  4.采用地面激光测量技术进行建筑物外立面测量,为获取多种外立面数据成果提供了更多表现形式。
  5.通过各地项目经验的积累,公司能为客户提供更加高效的流程解决方案。