三维激光扫描在旧建筑物改造中的应用
三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用摘要:文首先阐述了三维激光扫描技术的测量原理,接着分析了三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的应用,最后对三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的展望进行了探讨。
关键词:三维激光扫描;历史建筑测绘;应用;引言:三维激光扫描技术在接收三维数据方面具有无可比拟的优势,在此基础上进行三维仿真建模,绘制其平立剖现状图纸,实现历史建筑的数字化存档,为历史建筑的保护、修复和改造等工作提供了详实的资料。
在后续工作中,可以将建筑的三维扫掠模型与设计的BIM模型进行比较,以快速识别改建前后的差异,并基于旧建筑的保护修改BIM模型,从而实现最佳改建。
1三维激光扫描技术的测量原理三维激光扫描技术是一项高新技术,相当于一个高速测量的全站仪系统,可以快速、直接、高精度的获取大范围区域的三维信息。
三维激光扫描仪使用三维激光扫描仪的激光去除方法,在目标曲面上捕获三维空间坐标、反射率和纹理信息。
三维激光扫描仪获取体曲面上采样点的空间坐标。
它是包含距离和空间值的点云,最后是空间体几何位置资讯和点云发射密度值。
此数据可以完全准确地表示历史建筑的场地和测量值。
此外,还可以使用适当的软件进行准确的翻译,提高历史建筑设计的准确性和效率,节省人力物力和财力,并避免传统规模的错误和错误。
2三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的应用分析2.1外业扫描(1)现场踏勘根据历史建筑物内部和外部的实际情况,确定出合适的仪器架设位置,这将根据历史建筑等的实际情况确定仪器的准确位置,并根据场地条件创建适当数量的场地。
(2)控制点布设地面三维激光扫描仪在扫描时使用设备定义的坐标系,为了在后期将完整的镶嵌结果转化为统一的坐标系,需要在采集点云数据之前,先在野外调查的基础上布设和测量一个高密度、高精度的控制网,然后根据扫描设备的特点和被扫描物体的颜色、材质等属性进行扫描和制图。
满足了建设项目预定验收中测量精度的要求。
网格布局需要多个策略:网格比建筑所需的更精确。
三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种高精度、高效率、非接触式的测量方法,能够在较短时间内获得大量、精确的空间数据,被广泛应用于建筑测量、现场勘测、文物保护等领域。
本文将主要介绍三维激光扫描技术在建筑物中的应用。
三维激光扫描技术是利用激光束与物体表面的反射来进行测量的。
激光扫描仪通过发射激光束,将激光束照射至待测物体表面,收集反射回来的激光信号并经过处理,最终根据测量原理计算出物体表面上每一个点的三维坐标。
1.建筑物全貌扫描三维激光扫描技术能够快速、精确地获取建筑物的三维点云数据,为建筑物模型的制作提供了依据。
建筑全貌扫描能够准确地记录建筑物的构造、造型与细节,为后续的设计提供详尽的数据依据。
此外,全貌扫描还可以作为建筑物保护与更新的基础,帮助设计师与工程师更好地进行更新、维护与修改工作。
2.室内环境扫描对于大型、复杂的建筑物,如室内重要建筑、大型商业建筑等,三维激光扫描技术可以彻底解决传统测量方法难以测量的复杂建筑结构与细节的问题。
例如,三维激光扫描技术可以精确地测量各种房间的形状、面积、高度、位置、体积、墙角、门窗等数据,这些数据可以为室内设计、环境监测、地形分析等方面提供有效的处理依据。
3.精细化模型制作利用三维激光扫描技术,可以快速高效地生成精细化建筑模型。
这种高精度的建筑模型,可以应用于建筑公司、设计公司、房地产开发商等行业中的建筑设计、建筑规划、场景搭建、VR/AR等领域,提高建筑模型的真实性与可视性。
1.高效性:与传统的测绘方法相比,三维激光扫描技术速度快、效率高,能够在较短时间内完成大型建筑物的测量与数据采集。
三维激光扫描技术能够对建筑物进行高精度地测量,所获得的点云数据相对传统测绘方法的误差更小,能够有效提高建筑物模型的制作精度。
3.广泛适应性:三维激光扫描技术可以应用于各种类型的建筑物测量,可实现对室内外、小型到大型建筑物的精度扫描,具有广泛的应用范围。
4.非接触性:三维激光扫描过程是非接触的,在测量过程中不会对建筑物本身造成任何损坏和危害,是一种安全、可靠的测量技术。
三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用李紫璇;巩玉发【摘要】三维激光扫描技术具有高精度、高效率、多元化、多方位等优点,在古建筑前期的信息采集和修缮过程中都有突出的应用价值.文章对盖州市崇教寺大成殿进行调研测绘,探索新兴技术在古建筑保护与修缮方面的应用,指出目前三维激光扫描技术应用中存在的问题,提出将新兴技术与传统修缮方法的优势相结合,以促进古建筑保护修缮技术的更快发展.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】5页(P37-41)【关键词】三维激光扫描技术;古建筑修缮与保护;古建筑测绘【作者】李紫璇;巩玉发【作者单位】辽宁工程技术大学建筑与交通学院;辽宁工程技术大学建筑与交通学院【正文语种】中文0 引言自1930年中国营造学社成立之后,国内以梁思成先生为代表的建筑学家开始对中国现存的古建筑进行测绘和整理。
1982年,我国出台了《中华共和国文物保护法》,随后一大批古建筑保护专家出版了大量历史建筑修缮方面的著作。
总体上,我国古建筑修缮领域一直坚持传统修缮方法的原则。
明朝之前,建筑修缮的方法都掌握在专业匠工手里,匠户子孙不得转户,很多修缮手艺随着朝代的变更和家族的兴衰而失去传承。
明崇祯年间的绵竹灵官楼在“5·12”汶川地震损毁后重建,从始建到即将完工用了8年时间,谁料到,耗费大量人力物力复原的古建筑又损毁于2017年的大火。
建筑修缮技术落后和耗时问题得不到解决,这样的情况仍会再次发生。
正视传统修缮技术的缺失并寻求创新和突破,研究遵守修缮原则并选择符合当前科技发展情况的新技术,是当前古建筑修缮技术创新的课题。
1 传统修缮技术概况传统修缮技术选材严苛、工艺复杂、耗时耗力,且从业人员数量有限,多以师徒间口传心授的方式来获得延续,工匠们大多并不擅长用文字和图纸进行记录。
历史上能够为我们提供完整的建筑修缮方法并流传下来的,只有宋代李诫所著的《营造法式》和清朝的《工程做法则例》,但本质上并不是建筑学专著,而是朝廷颁布的关于建筑的规范和制度,类似于今天政府颁布的建筑规范和建筑法规[1]。
三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用随着科技的不断进步,三维激光扫描技术在建筑行业的应用越来越广泛。
这种技术可以以快速、精准的方式获取建筑物的三维信息,为建筑设计、施工、维护等环节提供了更好的解决方案。
下面将详细介绍三维激光扫描技术在建筑物中的应用。
一、建筑物测量与建模传统建筑物测量方法主要依靠人工制图、测量仪器等方法,但这些方法效率低、精度差,消耗时间多。
而三维激光扫描技术则能够快速、精准地获取建筑物的三维数据,生成高质量的建筑物模型。
通过这种技术,可以大大提高建筑物的测量效率和准确性,减少建筑图纸设计的时间和成本。
二、建筑物的结构分析三维激光扫描技术可以将建筑物的各个部件进行扫描,提取出建筑结构的几何参数,并根据这些参数进行建筑物结构分析。
这种分析可以检测出结构缺陷,并且可以通过分析结果来确保建筑物的安全性和稳定性。
三、施工潜在冲突解决在建筑施工的过程中,施工中的潜在冲突是不可避免的。
通过三维激光扫描技术,可以将施工现场进行扫描,获取三维数据,并创建可视化的建筑物模型。
这样可以在施工前发现并解决潜在的冲突,避免在施工过程中浪费时间和资源。
四、建筑维护与后期管理建筑物维护和后期管理工作需要时刻保持对建筑物状况的了解。
三维激光扫描技术可以提供精准、全面的建筑物数据,建筑维护人员可以通过这些数据快速定位和解决问题。
此外,通过持续的建筑物扫描,可以实时监控建筑的状态和维护需求。
总之,三维激光扫描技术在建筑行业的应用是不可替代的。
它可以为建筑行业提供高效、准确的服务,改善建筑工程的生产制造和管理流程,并为建筑物的安全性和可持续性发展做出重要贡献。
预计未来,随着三维激光扫描技术的进一步发展和革新,它将在建筑行业中发挥更重要的作用。
三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用在当今数字化时代,科技的飞速发展为各个领域带来了前所未有的变革,古建筑保护与研究领域也不例外。
其中,三维激光扫描技术凭借其高精度、非接触式测量等显著优势,逐渐成为古建筑建模的重要手段。
古建筑作为历史文化的珍贵遗产,承载着丰富的历史、艺术和科学价值。
然而,由于岁月的侵蚀、人为的破坏以及自然灾害等因素,许多古建筑面临着损毁和消失的危险。
为了更好地保护和传承这些文化瑰宝,对其进行精确的数字化建模显得尤为重要。
三维激光扫描技术的工作原理是通过向目标物体发射激光束,并接收反射回来的激光信号,从而获取物体表面的点云数据。
这些点云数据包含了物体的三维坐标、颜色和反射强度等信息,可以非常精确地描述物体的形状和特征。
在古建筑建模中,三维激光扫描技术具有诸多显著的优势。
首先,它能够快速、高效地获取大量的点云数据,大大提高了建模的工作效率。
相比传统的测量方法,如全站仪测量等,三维激光扫描技术可以在短时间内完成对大面积古建筑的测量工作。
其次,该技术具有高精度的特点,可以精确到毫米甚至微米级别,能够真实地反映古建筑的细节和微妙的结构变化。
再者,由于是非接触式测量,不会对古建筑造成任何损害,这对于保护脆弱的历史建筑至关重要。
在实际应用中,三维激光扫描技术的操作流程通常包括现场数据采集、数据预处理、模型构建和后期处理等步骤。
在现场数据采集阶段,需要根据古建筑的特点和规模,合理设置扫描站点,确保能够完整地覆盖整个建筑。
同时,要注意选择合适的扫描分辨率和扫描距离,以获取高质量的点云数据。
数据预处理阶段主要包括点云去噪、拼接和精简等操作,以提高数据的质量和可用性。
模型构建阶段则是利用预处理后的点云数据,通过专业的建模软件生成三维模型。
后期处理包括对模型的纹理映射、优化和渲染等,使其更加逼真和生动。
以某古老寺庙的建模为例,技术人员首先在寺庙周围设置了多个扫描站点,对寺庙的主体结构、佛像和装饰细节等进行了全面扫描。
三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究发布时间:2022-10-14T00:45:05.054Z 来源:《工程建设标准化》2022年6月11期作者:商小玮[导读] 在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。
商小玮上海市测慧信息科技有限公司 200433摘要:在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。
在我国应用到激光技术测距已经有几十年的历史,伴随着自控技术的发展,非接触式三维激光扫描设备横空出世,为测距工作提供了便利条件。
越来越多的行业应用到三维激光扫描技术,由于三维激光扫描技术所特有的优势,三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用也越来越广泛,以保护古建筑文物为目的,并且对其保护必须是持续性的,所以在古建筑保护中,因其不接触建筑文物,对文物伤害小的优势,使其在古建文物保护中受到广泛的应用。
关键词:三维激光;扫描技术;古建筑文物;应用研究引言:随着时代的发展进步,三维激光扫描技术也逐渐成熟起来,使得三维激光测量技术越来越多的应用到文物保护工作中。
三维激光扫描技术具有实时性、速度快、实效性更高的特点,因此,它迅速地成为获得空间数据的一种重要技术手段。
我国在二十世纪初,把三维激光扫描技术应用在古建筑测绘中,为古建的档案数字化提供强有力的技术支持,为研究中国的古建筑史和建筑理论提供理论依据,同时也对保护古建筑文物起到重要作用。
1三维激光扫描原理测量时,激光测距仪发射激光并以此为基础;把所测的水平和垂直方向角,距离数值作为依据,并计算出被扫描点的三维坐标。
控制电路板、相机、线结构激光光源、以马达控制的可旋转动仪、相应软件与计算机组成了三维激光扫描测量系统。
把激光光源步进转动,作为步进电机带动线结构的基础,为得到自然物体表面的三维测量数据,激光测距仪发射出激光到自然物体表面,自然物体接收到激光讯号后并反射回去,根据激光传播速度从而进行测距。
2三维激光扫描的特点通过激辐射光放大所得到的光源,就是激光。
三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用摘要:三维激光扫描技术具备精度高、效果好以及主动性等优势特征,所以近些年被广泛的应用到了建筑仿真、文物保护、古建筑测绘测量等多个领域。
但是,该技术由于发展和应用时间还比较短,所以在古建筑测绘测量中的应用依旧处于初步阶段,还存在很多难点需要进行解决。
三维激光扫描技术运用于古建筑测绘测量工作中,可以说是一种全新的尝试,能够在古建筑测量作业中,缩减消耗的时间,提升工作效率。
关键词:三维激光;扫描技术;古建筑测绘测量应用三维激光扫描技术的推出,是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破,其直接打破了以往传统测量的方式,直接激光扫描的形式,可对大面积范围进行高分辨率扫描,并以此形成的三维坐标数据。
近年来,三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、古建筑测绘测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。
以往常用的古建筑测绘测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等方式,而采用此类方式所需的工作量普遍较大。
而采用三维激光扫描,则能够实施高密度、高精度以及高速度的测量,减少外业工作时间,提升了测量工作的效率。
1三维激光扫描技术的特点及原理分析三维激光扫描仪类型比较多,通常情况下根据扫描平台的不同,可以将其划分成机载激光扫描系统、便携式激光扫描系统以及地面型激光扫描系统等。
比如,日常测量过程中应用较为广泛的地面型三维激光扫描系统,其实际的工作原理为:三维激光扫描系统由脉冲发射器将脉冲信号发射至表面。
此时物体表面在将脉冲信号漫反射之后,使脉冲信号按照同样的路径返回至信号接收器,从而完成精确计算目标点与扫描仪之间距离的目的。
另外,每一个激光脉冲所产生的横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值都可以由精密时钟编码器进行测量和计算。
三维激光扫描的工作过程主为数据采集、数据预处理、几何模型重建、模型可视化、成果输出等几部分组成。
在这其中数据采集所发挥的作用是为模型的重新构建提供精确的点云数据,从而达到有效降低模型重建复杂程度,促进模型精确度和运算速度的目的;而数据预处理则主要是进行所有点云数据的过滤。
三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种利用激光器发射激光束,通过扫描仪扫描物体表面,再通过距离测量设备获取激光点的坐标信息,从而生成三维模型的技术。
它具备快速、精确、非接触等优点,在建筑物中有着广泛的应用。
三维激光扫描技术在建筑物中的应用可以辅助建筑设计。
它可以对建筑物的外观、内部结构等进行全方位、全局范围的扫描,并生成高精度的三维模型。
设计师可以在模型上直观地观察建筑物的各个细节,从而更好地进行设计优化和调整。
三维激光扫描技术还可以帮助设计师获取建筑物的几何形状、结构细节等数据,为后续的设计工作提供可靠的参考。
三维激光扫描技术在建筑施工中也有重要的应用。
在建筑施工过程中,常常会因为各种原因导致建筑物的尺寸、形状等产生偏差。
利用三维激光扫描技术可以对施工进度进行监控和控制,准确地测量和分析施工过程中的变化,及时发现并解决问题。
在施工完成后,也可以利用三维激光扫描技术对建筑物进行全面的质量检查,避免出现建筑错误和质量问题。
三维激光扫描技术还可以应用于建筑物的保护和保养。
通过定期进行激光扫描,可以快速获取建筑物的三维模型和精细的结构信息,及时发现和修复建筑物的损伤和老化问题,保证建筑物的安全和稳定。
透过三维模型的比对,可以进行建筑物的变形分析,提前预警和防止可能的结构破坏。
三维激光扫描技术还可以在建筑物的文物保护和修复中发挥重要作用。
传统的文物保护和修复工作往往需要进行大量的手工测量和记录,耗费时间和精力。
采用三维激光扫描技术可以快速获取文物的三维模型和精确的尺寸数据,为后续的保护和修复工作提供可靠的基础和依据。
通过三维模型的数字化保存,可以减少对文物的损伤和风险。
三维激光扫描技术在建筑物中的应用具有广泛的应用前景。
它不仅可以辅助建筑设计和施工,提高效率和质量,而且还可以保护和修复建筑物及文物,实现可持续发展和保护文化遗产的目标。
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三位激光扫描在旧建筑物改造中的应用令狐采学摘要:本文提出将三位激光扫描技术应用于旧建筑物改造过程中;三位激光扫描技术能够快速、高效、高精度的获取测量目标的表面三维数据,进而快速、高效的获取旧建筑物的高精度平面、立面、剖面图,为旧建筑物改造设计、工程量计算、造价等提供基础。
结合工程实例,分析总结三维激光扫描在旧建筑物改造中应用的一般流程和点云数据处理方法。
关键词:三维激光扫描;旧建筑物改造;点云;1引言随着时间的推移,许多旧办公楼出现了不同程度的饰面老化,设施落后、屋面漏水等问题。
同时随着信息产业的发展,智能化水平的不断提高,办公方式也发生了翻天覆地的变化,老旧办公建筑的空间布局与现代办公的需要显得格格不入,以至于不能很好的满足现代办公的需求所以一些职能部门办公楼的硬件设施亟需重新建设。
在这种情况下,大部分地区对这些办公楼采取的措施就是简单的拆除重建,不仅造成了环境污染,同时也造成了巨大的资源浪费。
随着人们生对环境污染认识的提高和资源危机意识的增强,社会上对旧建筑再利用的呼声也日益高涨,有计划的对旧建筑进行适应性改造及再利用是大势所趋,而平面图,立面图和剖面图是旧建筑改造的根本。
平、立、剖面图可以为建筑物改造重新设计,制定改造方案,改造工程量初步计算等提供依据。
传统的绘制建筑物平立剖面图的方法有如下几种:一是用皮尺量取建筑物长度,层高等建筑结构相对几何关系进行绘制,这种方法投入的仪器设备少,不受场地影响,但所获得的测量数据少,人工费用高,精度低,效率低。
二采用全站仪获取建筑物三维坐标,配合野外绘制的草图并使用相机拍摄图片然后进行绘制。
这种方法投入设备多,人员多,工作量大且在人流量、车流量大的地区不易测量,存在一定的人员安全风险。
地面三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度的立体扫描技术。
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,它突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势。
三维激光扫描能够提供扫描物体表面的三维点云数据,实现实体真实、完整和精确的三维复制,为快速获取建筑物平面图、立面图和剖面图数据提供了一种全新的技术手段。
2 三维激光扫描仪工作原理三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪,配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。
激光测距仪主动发射激光,同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距,针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距,再配合扫描的水平和垂直方向角,可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。
如果测站的空间坐标是已知的,那么则可以求得每一个扫描点的三维坐标。
以Riegl VZ-400三维激光扫描仪为例,该扫描仪是以反射镜进行垂直方向扫描,水平方向则以伺服马达转动仪器来完成水平360度扫描,从而获取三维点云数据。
地面型三维激光扫描系统工作原理:三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,经物体表面漫反射后,沿几乎相同的路径反向传回到接收器,可以计算目标点P 与扫描仪距离S ,控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。
三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。
X 轴在横向扫描面内,Y 轴在横向扫描面内与X 轴垂直,Z 轴与横向扫描面垂直。
获得P 的坐标。
图1 扫描点坐标计算原理图 图2 地面激光扫描仪测量的基本原理cos sin P Y S βα=(1)3 外业扫描三维激光扫描应用于旧建筑物改造过程中的作业流程,如图3所示。
图3三维激光扫描作业流程3.1外业踏勘为了对实际工程进一步的了解,更为了制定有效可行的技术实施方案,必须对实地建筑及周边环境进行踏勘巡视,根据建筑物的高度、扫描仪的仰角及扫描仪的扫描距离和遮挡情况确定扫描位置。
由于建筑物内部结构复杂,对建筑物内部踏勘也是非常重要的。
在踏勘过程中,应了解实地建筑具体构型,查看建筑物周边环境形态,根据目标建筑物的实际情况及项目的要求。
初步制定三维激光扫描路线,合理拟定布设扫描站点。
3.2 点云数据采集建筑物平面、立面、剖面图不要求绝对坐标,所以不需要与控制网进行联测。
但对建筑物结构的相对距离要求较高。
在具体从某一方向对目标进行扫描时,测站布设要保证两两测站之间至少有15%~30%的重叠,便于后续内业点云匹配,建筑物外立面扫描时测站间距最好保持在50m~100m,每测站距建筑物距离不应太大,控制在100m左右,保证精度;注意扫描作业时,应确保所选择的测站能完全覆盖测区范围测站需要且将建筑物包围。
建筑物内部扫描时,由于建筑物内部结构复杂且内部结构相似需采用标靶球,摆设标靶球时注意在各相邻测站重合的位置布设3个以上形成不规则图形的标靶球,便于后期点云配准。
由于常规的建筑在结构上具有对称性,门窗结构的尺寸的统一性,而照片可以确定建筑的总体样式,门窗之间的拓扑关系细节照片能够显示建筑附属物相关信息,因此为了后期绘图方便,在对建筑物扫描的同时也用高清数码相机对建筑物进行拍照。
4 数据处理及成果图绘制4.1点云配准在对建筑物内部进行扫描时,由于建筑物内部结构复杂,一站扫描不可能获取一层建筑物的全部信息,而不同扫描站获得的点云分别存在于各自的测站坐标系,因此需要将各个测站的测站坐标配准到统一的坐标系中。
同样对建筑物外立面扫描时以一站扫描也无法获取目标建筑物的全貌,也需要将各个测站的局部坐标配准到统一的坐标系中。
点云配准一般分粗配准和精配准。
首先是粗配准,粗配准是基于两站建筑物几何特征(或标靶球)的配准,选取两站的至少三对同名点,以匹配点对的几何特征为依据,计算刚体变换矩阵,进而完成粗配准。
粗配准只是将多个局部坐标系的点云大致地对齐到同一个坐标系中,精度不高。
粗配准结束,采用ICP最近点迭代算法精确配准,提高配准精度。
4.2成果图绘制(1)平面图绘制用三维量测方法绘制平面图。
该方法是作业人员在三维点云数据处理软件中以立体观测模式选取点、面,然后进行立体模式特征点提取并进行测量,在量测中,同一采集尺寸测量3次,每次测量的误差小于0.4cm,取3次平均值作为量测数据。
三维量测作业模式如图4所示。
根据测量结果在天正软件中进行绘图。
首先绘制墙体,勾画出建筑平面尺寸,平面尺寸需与外立面的尺寸统一,然后根据门窗在外立面图上的位置,绘制不同层平面图,并根据建筑的实际情况,绘制墙体轴线并标注。
图4三维量测作业模式(2)立面图绘制用制作切片投影描图方法绘制外立面图。
该方法首先对点云数据分割和抽稀制作切片,然后进行投影,以DXF格式导出,并导入到AutoCAD中进行描图。
点云切割是把完整的点云分割成若干个相互独立的点云块,可对单个块进行编辑和操作,其它块不会参与运算,这样可以提高计算机的运行效率。
由于点与点之间有空隙,在正视图和后视图中,前后的点云会重叠在一起,造成视觉混乱;在左视图和右视图中,也会出现类似的情况。
为了消除前后点云对视觉的影响,可以采用切片的方法解决。
在不影响绘图精度的情况下,对制作好的切片进行抽稀,以减少点云数据量,然后在抽稀后的切片上选择不在一条直线上的三个点进行平面拟合,拟合出来的平面就是投影面。
然后将切片数据以.pts格式导出并导入到laserscan(广州市城市规划勘测设计研究院研发的软件)软件中进行投影,以DXF格式导出。
然后导入到AutoCAD中进行描图。
制作好的切片如图5所示。
立面图绘制也可以采用三维量测模式进行绘图。
图5制作好的切片(3)剖面图绘制天正或斯维尔软件可以根据绘制好的平面图直接生成剖面图。
首先将绘制好的各平面图保存为各自的文件到一个文件夹内(平面图的对象必须要使用天正工具绘制的,比如墙体要用天正墙体工具画,用线条画不能生成立面和剖面的);点击侧栏天正工具条的文件布图工程管理,点下拉箭头新建工程,在下面的楼层表里根据所绘制的平面图建立楼层表,取名存盘;点击侧栏天正工具条的剖面建筑剖面,建立剖面线和选择剖面线。
然后按提示操作即可生成剖面图。
剖面图绘制也可以采用三维量测模式进行绘制。
5 工程案例现以广州市海珠区某办公建筑群为例,该建筑群有五栋十层的办公楼,办公楼里的小隔间大部分已经拆除。
在项目中,采用Riegl VZ-400和Focus3D X 330三维激光扫描仪,高清数码相机进行外业点云数据采集。
同时采用相应配套点云处理软件RiSCAN PRO和SCENE进行三维量测和切片制作。
然后采用AutoCAD和天正软件进行绘图。
5.1 外业扫描由于本次测绘项目的建筑物外立面和建筑物平面图不要求有连续性,所以不需要布设控制网。
本次扫描投入两台三维激光扫描仪分别是RiegL VZ-400、Focus3D X 330三维激光扫描仪,为提高工作效率加快野外作业分两组进行扫描作业。
由于被扫描建筑物周围环境复杂,布设的测站要包围建筑物保证扫描到建筑物的各个立面,RiegL VZ-400扫描仪测量距离远、扫描速度快,因此用RiegL VZ-400扫描仪对建筑物外立面进行扫描,用Focus3D X 330三维激光扫描仪扫描建筑物内部。
由于建筑物内部结构复杂,一个测站不可能扫描完一个楼层,建筑物内部相似性高,所以对建筑物内部扫描作业时要摆设标靶球,需要在各相邻测站重合的位置布设3个以上形成不规则图形的标靶,以供点云拼接需要。
建筑物内部扫描时,结构相同的楼层只对一个楼层进行扫描,不同结构的楼层要逐层进行扫描。
扫描作业时要画作业草图记录测站的相对位置,以供点云拼接需要。
5.2 绘制成果图用上述绘图方法分别绘制平面、立面、剖面图。
成果图如下图所示。
本项目从签订合同到项目介绍共10天,外业一天半。
内业一周成图,成图检查半天,修补测一天。
内业成图外立面20幅,平面图20幅,剖面图10幅,其中内业成图只有三个人,一个人是第一次接触点云成图。
三维激光扫描技术极大地提高了作业的效率。
图6平面图图7立面图图8剖面图6结束语由于土地和经济等多方面原因今后,我国至少大城市的旧建筑物改造的份额将逐渐增多。
本文提出将三维激光扫描技术应用于旧建筑改造过程总,解决了传统测量技术获取旧建筑数据效率低,数据精度不够高且无法准确体现旧建筑立面现状的问题。
三维激光扫描技术极大的提高了外业数据采集的效率,减小了测绘工作者外业的工作强度并确保了数据质量。
如何提高三维激光扫描内业成图效率,减少人工辅助测量及如何实现自动化成图是以后的重点研究方向。
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