当前随着我国建筑产业的不断向前发展,建筑工程施工规模和施工总量正在不断加大,建筑测绘工作作为建筑工程施工中的重要工作环节,直接影响建筑工程的施工质量和安全性。因此,建筑工程施工单位需要对建筑测绘技术加以合理应用,全面提高建筑测绘工作的精确度。通过三维激光扫描技术在建筑测绘工作当中的有效应用,可以有效解决传统建筑测绘工作存在的不足。1三维激光扫描技术的应用原理和工作优势1.1应用原理三维激光扫描技术又称三维实景复制技术,该项技术在实际的应用过程中,主要通过使用激光设备有效实现待测目标区域的实景扫描工作。通过扫描得到图像信息,可以获取扫描测量区域范围内各种环境要素控制点位等,还可以收集测量物体表面的光反射强度以及对应的颜色分布信息,生成空间三维点信息,实现对待测区域的空间环境、建筑结构以及环境情况等全面扫描。三维激光扫描设备的应用,主要包含激光测距仪设备、反光棱镜设备以及全新数码相机等组成部分。激光测距仪设备主要使用脉冲式测量工作原理,可以在工作过程中主动发射相应的激光信号,实时接收来自扫描区域范围内物体产生的反射信号信息,以此可以有效实现远距离水平角和竖直角的精确测量工作。通过所获取的测量数据信息,可以准确计算被扫描点和测量原点之间的坐标差。如果测量站点与同一个定向点的坐标为已知参数,则可以准确计算对应扫描点的空间三维坐标情况[1]。1.2工作优势由于三维激光成像扫描仪设备属于一种非接触式的主动测量系统,可以展开大面积高密度的空间三维数据信息收集,数据的收集速率上相对较高。与普通摄影测量工作相比,测量工作点位和精度更高,且采集空间点位密度相对较大,涉及的扫描数据信息和坐标点参数效率更快。激光扫描技术可以有效实现主动式光源,测量工作方式可以实现在无光照的条件下进行观测,因此对高大的建筑体以及隧道内部的扫描工作提供出诸多便利。三维激光扫描设备可以同步接收反射激光以及可见光条件,可以实现将光照强度和物体色彩进行扫描处理形成一种三维坐标体系,形成彩色的三维影像信息。通过三维激光扫描技术的使用,获取的点云数据不但包含建筑体表面所存在的零散点坐标参数,其中还包含色彩参数等,可以进一步提高建筑测绘工作的全面性和直观性,帮助建筑社会工作人员了解更多建筑结构构成的相关信息。2建筑测绘工作中三维激光扫描技术的具体应用结合我国某地区一处建筑工程测绘工作项目展开分析,本次建筑工程项目属于旧房改造项目,主要是在建筑外立面结构建立三维结构模型,为后续的建筑立面治理工作奠定良好的基础。建筑立面结构如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.025.F001图1建筑立面结构2.1测绘工作流程分析在本次建筑测绘工作中应用三维激光扫描技术,建筑测绘工作中主要包含前期的准备工作阶段、外部环境数据收集阶段以及内业数据综合处理工作阶段,最终生成相应的测绘工作结果。在前期的准备阶段,需要对本次建筑工程项目的基础资料信息进行全面收集和总结,有效了解项目工程的建设情况有效分析测绘工作的具体需要以及相关测绘工作难点,有效结合现场勘查情况确定测绘工作路线,对相关工作人员和各种软硬件设备进行合理配置,为后续的正式测绘工作奠定良好的基础。在外业数据扫描工作中,相关工作人员需要确认测定站点的具体位置以及相关的扫描工作参数。本次项目工程中,通过采用三维激光扫描仪设备对目标建筑进行整体扫描,同步拍摄对应的平面影像信息,扫描数据收集工作完成后需要展开数据时检查工作。在内业数据处理工作中,通过使用点云处理工作软件,有效完成云查看点云拼接、点云降噪以及点云分割等各项工作,最终将扫描数据信息通过点云漫游、立面绘制以及三维建模等方法,呈现建筑整体的扫描测绘效果[2]。三维激光扫描点云成果如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.025.F002图2三维激光扫描点云成果2.2外业数据收集工作环节在三维激光扫描技术的应用过程中,外业数据采集工作阶段收集的数据信息质量高低,直接关影响三维建模工作质量,人流量属于形成影响点的重要因素之一。本次外业测量工作中,除了使用错峰数据收集方法以外,其中还增加了弹性测量工作机制,在大量工作人员和车辆通过的条件下,通过人为性控制数据信息的采集,可以有效降低扫描仪和建筑物之间的间距,增加了测量点的数量。点云拼接属于数据处理工作阶段的一项重点和难点问题之一。在实际的测量工作中,需要有效保证前后侧梁站之间存在30%的重叠度,保证不同测量点之间具有完整的测量平面,可以在相邻到测量点位上设置中心点测量目标,作为后续拼接参数参考。扫描参数设置和点云质量设计之间存在密切关联,激光点的频率参数设置工作直接关系目标识别距离以及点云拼接之间的准确度。在本次测量工作当中,通过使用不同的激光测量点评率展开对比试验和分析,确认点评率大小设置为100 kHz,扫描分辨率的设计直接关系到扫描数据的总量和扫描时间长短。本次激光扫描的垂直分辨率大小设置为0.182° ,水平方向上的分辨率设置为0.003 5° 。在本次建筑数据扫描工作中,通过使用数码相机设备同步展开拍照,绘制相应的草图。每一站数据信息扫描工作完成后,需要对点云数据进行全面筛查,对其中存在的漏洞或造点过多的数据进行返工重新测量[3]。2.3内业数据处理工作阶段在内业数据处理工作过程中,点云拼接是其中非常重要的工作环节,是内业数据处理工作中比较复杂的工作部分,点云拼接工作的精确度直接影响内业数据处理工作质量。在本次内业处理过程中,通过HD 3LS SCENE软件采取近邻迭代配置算法,将获取的激光扫描数据根据前后扫描顺序依次进行点云自动化拼接。针对因受光照扫描角度以及环境差异性等方面原因无法实现自动拼接的条件下,需要在软件中设置出两站点间的特征点,实现人工手动拼接处理,对拼接工作误差进行进一步检查,需要保证拼接工作误差小于2 cm。在本次的点云降噪处理工作中,通过使用该软件自带的点云自动过滤功能,可以有效实现点源降噪处理工作。针对其中个别无法实现自动去除的影响点,可以通过使用多边形选择器固定噪声点,利用人工手动的方法实现降噪处理。2.4扫描工作精度分析为了有效验证本次三维激光扫描技术,分析建筑测绘工作中的测量精度情况。本次项目工程使用全站仪设备对建筑体的立面部分的门和窗户以及拐角坐标展开现场测量工作,将所获取的测量信息参数和三维激光扫描参数数据之间进行综合对比。通过结果分析可以得出在不考虑全站仪测量工作所产生的精度误差的条件下,通过使用三维激光扫描技术,建筑测绘数据以及全站仪测绘工作所获取的误差量均可以控制在10 mm范围之内,测绘工作精度符合建筑测绘工作的基本设计要求[4]。3结语综上所述,通过三维扫描技术的有效应用,可以充分实现测绘点定位,并且实现在较短的时间范围内收集大量的测绘点位参数信息,并对测绘距离测量角度等进行实时收集,可以为相关工程设计人员和施工人员提供出更精确的建筑坐标参数,整体的测量工作效率相对较高,可以有效提高工作人员的测绘工作效率,为建筑工程的施工奠定良好的基础。
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