- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
?
?
三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用研究
?
?
2.宁波市阿拉图数字科技中心浙江宁波315000
摘要:随着科技的不断发展,我干呕的测量技术也在不断的完善,为验证三维激光扫描技术在城市地下空间测量中应用的可行性,本文在实验基础上,叙述其应用的过程、点云拼接的方法、工作效率,推证评定扫描精度的原理等。实验结果表明,扫描测图和全站仪测图比较,外业工作的时间前者是后者的1/3,内业成图时间后者是前者的3倍,前者的平面精度为2.6cm,后者为4.6cm,证明三维激光扫描技术不但可用于城市地下空间测量,而且具有较高的效率。
关键词:三维激光扫描仪;地下空间测量;精度
引言
随着我国经济水平的快速发展,城市化进程也显著加快,随之而来的一些城市问题开始显现出来,如人口密度增加、交通拥堵、环境污染,甚至基本的公共生活设施难以保障。如何解决上述问题,是城市进一步发展的前提。近年来,城市地下空间的开发和利用开始走入人们的视野。城市地下空间的有效利用,在一定程度上有效地解决了城市发展过程中出现的问题。地面三维扫描技术作为时代的潮流应运而生,它的出现有效地解决了上述问题,成为城市地下建设不可或缺的重要成员。
1三维激光扫描技术
三维激光扫描技术通过发射激光脉冲信号对实物进行扫描获取信息,然后通过计算信号发出和接收的时间差确定扫描物距测量点的位置,并同时根据扫描仪旋转的角度,将实物呈现到设备定义的三维空间坐标系中,反映给施工者。其工作原理图如图1所示。三维激光扫描技术作为一种高新技术,集光、电、机和计算机为一体,具有扫描速度快、测量范围大、精度高的特点,可在水平面360°,垂直90°~270°范围内扫描。且激光具有穿透性,可扫描被透明介质遮挡的实物。对于体积较为庞大的实物,可以通过布置多个标靶进行扫描,获得不同视角的数据,通过拼接的方法得到实物的全图。
2地下空间结构测绘中的应用
采用三维激光扫描技术,通过发出的脉冲信号进行探测,可真实地还原实物的原貌,相对于以上方法,具有操作简单、快捷、准确的特点。使用地面三维激光扫描技术对地下城市空间进行数据采集,具体的操作流程为:控制点布设—地下空间结构扫描—内业数据处理—数据质量审查—数据建模—数据制图。有时也可以不用布设控制点,直接将标靶放置在扫描视角内,直接对相邻的两标靶之间的实物进行扫描。以某一地下通道空间数据的获取为例,通道内为平滑建筑物,转角均为90°,建筑物与地面垂直,可视为规则结构。空间数据获取过程中,没有布设控制点,而是采用布设标靶。扫描过程中设置两台扫描仪,布置3个标靶。首先,在合适的公共区域布设3个标靶,目的是以标靶为基准,在不同角度扫描时,均有标靶作为参考,便于后期数据拼接。在2测站点各放置1台三维激光扫描仪,连接计算机和三维激光扫描仪,并保持通讯,确保启动三维激光扫描仪时计算机同时开启。此时,地面上会出现仪器激光束,找准激光的位置并做好相应的标记,然后即通过控制计算机的软件界面进行扫描仪的数据采集工作。具体工作如下。1)获取扫描影像。扫描仪开机自检后会有一个零方向,通过这个零方向,可以确定扫描的目标,对选择的区域进行摄影,获取扫描影像。2)点云数据获取。在获取影像信息后,仪器会自动完成建筑物三维坐标的选取。为获取品质比较高的点云数据,要根据现场需求,不断调整,设置合理的距离参数;然后根据所需精度,设定相应的分辨率,分辨率的设定并不是越高越好,满足需求,能得到高质量点云数据即可。在上述参数设定完成后,扫描设备会自动获取空间信息,即开始自动扫描空间结构。3)扫描标靶点云数据。在扫描过程中,布设了3个标靶,目的是可以切换扫描坐标系,对于被障碍物遮挡的建筑物,可以通过转换扫描视角获取相应的点云数据,然后通过它们之间的相似性连接成一个整体。这些标靶信息就是所谓的具有相似性的数据,因此,获取高精度标靶点云数据尤为重要。重新选择标靶,获取影像信息,通过对标靶扫描可得到高精度点云数据。由此可见,使用地面三维激光扫描技术对地下空间结构进行测绘,大致步骤为:现场踏勘—标靶布设或布设控制网—影像获取—点云扫描—标靶点云精细扫描—后期处理。通过地面三维激光扫描技术可以很方便地获取地下三维空间结构图,较传统的测量方法,具有高效、准确、方便的优点。
3地下设施普查测量中的应用
为确保地下设施普查测量的准确性,可选择对已知的设施进行测量。据相关文献报道,对路线长度为969m,地面高度差为6m的设施进行普查测量时,为方便采点,选择在路面进行。测量过程中共布设了11站三维激光扫描仪,相邻2站之间布置4个公共标靶,通过标靶进行扫描取点云数据,然后将所得数据拼接到同一坐标系中。普查测量结果表明:在标靶拼接匹配最大差值为6mm时,测得平面位置误差为±0.051m,高度误差为±0.023m,测量结果如图2
文档评论(0)