竣工测量中三维激光扫描技术的有效运用

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年2月6期   作者:1、曾江湖 2、李宁
[导读] 竣工测量是建筑工程竣工阶段的一项重要工作
        1、曾江湖 2、李宁
        1、昆明星宇人力资源信息咨询服务有限公司 云南昆明 650000
        2、昆明子午环测绘咨询服务有限公司 云南 昆明 650000
        摘要:竣工测量是建筑工程竣工阶段的一项重要工作,主要指对建筑物进行全面测量,通过该项工作的开展有助于实现对工程定位质量的了解,另外能够为今后扩建及维护工作提供重要的参考依据。通过对三维激光扫描技术的应用能够提高工作效率,保证测量结果的精准性。基于此,本文对竣工测量汇总三维激光扫描技术的应用展开分析。
        关键词:竣工测量;三维激光扫描技术;应用

        竣工测量工作采用传统测量模式难以得到准确的模型,工作效率低下,随着科学技术的不断发展,三维激光扫描技术得到了竣工测量工作的广泛应用,该项技术具有精准性强、适用范围广等优点,对于提高竣工检测工作效率和质量具有积极作用。基于此,本文对该项技术的有效应用进行分析。
1.三维激光扫描技术基本概述
1.1 概述
        目前三维激光扫描技术凭借其精确性高、范围广、效率高等优势得到了工程测绘领域的广泛应用。该项技术的使用关键在于现代化先进激光扫描装置,根据平台规划对空间的差异性进行描绘,可将其分为地面控制型、人工协助型以及智能机载型三大类型[1]。同传统工程测绘模式相比,三维激光技术的差异性主要表现在可以同一些辅助设备进行协同工作,对操作流程加以简化,对单独点位信息进行全面、精准测量,并且符合后期阶段绘制的工作需求。从专业层面进行分析,该项技术采用全面的三维坐标,对全部测绘区域以及垂直角度的各项短期描绘量进行全面记录,之后通过精准的模型载体进行表达。
1.2 三维激光扫描技术的应用价值
        三维激光扫描技术具有操作简便、流程精简、精准性高等优势,能够在短时间内获得精准的预测目标原始点运输局,进而为工作人员通过观测点间距进行扫描对象表面的高密度三维数据收集工作提供便利。并且获得数据具有极高的分辨力和准确性,多数情况下精确至毫米级,并且不需要接触物体、发射棱镜或者移动扫描物体便可以全自动化得到精准的三维数据。上述优势也是传统测量模式所不具备的。
        另外,根据其用途可将扫描装置分为脉冲激光扫描与相位激光扫描。前者应用较为广泛,数据收集工作效率极高,其采样点最高速率为每秒数千点,另外辅以相位激光扫描,能够显著提高其应用速率。并且三维激光扫描仪的使用模式为非接触式测量,能够有效提高测量工作质量,有效掌握被测量目标的准确信息,进而提高采集效率,进一步保障信息的准确性。
1.3 基本原理
        根据竣工测量工作模式可将三维激光扫描技术分为移动式与固定式。不管是应用哪一种扫描技术,其原理均为通过激光测距方法得到准确、全面的数据信息。将该项技术应用于竣工测量工作的过程中,工作人员能够通过多维度收集工程所需关键数据信息,对其进行集中处理,在这一循环模式下,保证激光信号的光学匹配度,并且在相应的时间内得到全部测绘范围内的准确数据。通常情况下,该项技术需要以坐标系为基础进行测绘工作的描述和表达[2]。
2.竣工测量中三维激光扫描技术的有效运用
2.1技术应用具体流程
        在竣工测量工作过程中,使用三维激光扫描技术的主要流程内容为内业数据优化处理以及外业数据集中收集。数据收集的主要工作内容包括:(1)竣工交付项目控制检测;(2)工程影像收集及激光扫描。

内业数据处理工作内容包括:(1)集合工程实际情况对坐标系进行合理转换;(2)链接点云数据;(3)工程模板图制作;(4)处理贴图;(5)立体模型建立。在竣工测量使用该项技术的过程中,首先需要确保内业数据的整体质量,为后续阶段坐标系的有效转换提供重要参考依据。在外业控制测量阶段,需要加强对卫星导航系统的应用,对工程现场实施点位布控,确保控制点和扫描基准站具有良好的通视条件,进而有效保证反射片坐标的准确性。
2.2收集测绘测量数据
        在竣工测量工作阶段应用三维激光扫描技术时,技术人员需要根据工程具体测绘要求选择扫描装置,多数情况下需要使用三维激光扫描仪,其反射距离为500m。对目前测量技术的应用现状进行分析,三维激光扫描技术的使用方法可分为单站绝对定向模式和无靶标相对定向方式。其中前者要求技术人员能够准确掌握扫描点及靶标的具体位置信息,在这一前提下,对完整扫描参数进行合理设置,完成基础操作;后者的应用能够有效简化扫描工作的流程,进而提高工作效率。对扫描站点坐标进行检测时,还需要加强对全球定位系统的应用,实现内业与外业的共同进行[3]。
2.3优化处理测绘测量数据
        完成数据收集工作后,还需要对获得的三维竣工测量测绘数据进行全面优化处理。其主要内容为对云数据进行去噪、修复处理,有效提高点云配准的准确性。多数情况下,原始点极易受到一些外界环境因素的影响,导致其噪音、间歇性停止运行现象较为严重。所以需要制定科学合理的解决措施,对数据进行去噪和修复处理,从源头强化数据的清晰性、完整性及准确性。
        对当下工程竣工测量工作现状进行分析,通过对扫描仪相关软件的有效利用能够将数据噪音完全清除,之后通过工作室集中进行去噪及修复作业。现如今后视定向配准与站间配准是点云数据的主要配准方式。前者主要指在相应的软件中精准输入靶标坐标及测站基准坐标,通过后视定向配准模块完成原始点云数据的坐标定位;后者需要通过人机协作测量模式,在专业软件的辅助下进行站间精配工作。
2.4三维激光扫描技术精确度指标
        将三维激光扫描技术应用于竣工测量阶段,还需要确保工程规划验收测量精度与标准规范要求相符。结合具体测量规范,通过全球定位系统进行图根控制的布置,根据建筑特征以及工作精准度等级,对工程竣工测量平面精度标准进行准确划分。首先需要对建筑物平面精度误差进行严格控制,其中一类、二类和三类建筑物误差限定标准分别为5cm、7.5cm额25cm。从高程精度层面展开分析,地表高程记点误差需要控制在15cm之内。因为三维激光扫描技术的精确到较高,所以在进行复杂构造建筑物测量时,更要保证局部测量的精密性;其次,还需要加大技术拓展力度,将该项技术应用于断面、等值线等特征的测算工作中,为工作人员提供重要参考依据。
2.5技术应用效果
        为了能够全面了解三维激光扫描技术的应用效果,做好相关试验十分重要,可以选择结构较为特殊的建筑物展开试验。具体试验阶段,通过三维激光扫描仪能够对三维点云数据进行扫描,并通过云扫描及现金数据处理软件对相关数据信息进行有效处理,在试验阶段也可以使用扫描仪及电子全站仪,保证结果的准确性[4]。在工作阶段,需要对操作流程进行全面监管。通过试验可知,三维激光扫描能够在短时间内准确完成建筑的测量工作,其误差小于0.1m,具有非常高的应用价值。
3.结语
        综上所述,在竣工测量工作使用三维激光扫描技术效果理想,不仅有助于简化工作流程,提高工作效率,同时能够最大程度保障测量结果的精准性,为后续工作提供重要的参考依据。

参考文献:
[1] 李文国. 三维激光扫描技术和低空无人机在异形建筑竣工测量中的应用[J]. 城市勘测,2019(4):108-111.
[2] 袁春东,谢海荣,袁小军. 三维激光扫描技术在园林绿化竣工测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息,2020,43(9):43-44,51.
[3] 罗显圣. 工程测量中地面三维激光扫描技术的应用探析[J]. 工程技术研究,2019,4(7):50,55.
[4] 邹兵. 测绘新技术在高层建筑工程竣工测量中的综合应用分析[J]. 北京测绘,2020,34(9):1289-1292.
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