三维激光扫描技术在老旧小区改造测绘项目中的应用

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青春走,老城旧,
残痕青苔墙中留,
着手做,翻新阁,
新型设备,扛起职责!
策!测!册!文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

      当我们儿时成长的地方渐渐老去,岁月的痕迹布满了整个城市,小的时候它保护我们,现在是我们回馈它的时候,国家也大力度扶持保障性安居工程,支持城镇老旧小区改造和棚户区改造配套基础设施建设,本项目对老旧小区外立面进行三维激光扫描的数据获取,利用高效、精准的三维点云数据绘制图形。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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【策】

      对需要改造的老城区进行分析规划,利用RTK,无人机,三维激光扫描仪等先进设备,制定可实施方案,进行全方位立体式测量。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

【测】

      利用RTK建立控制网,配合无人机做出地形图及正射影像文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(外立面改造区域地形图)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(外立面测绘无人机正射影像)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

三维扫描技术概述
      三维激光扫描技术采用非接触式高速激光测量方式,来获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据,通过后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理分析,转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或者建立结构复杂,不规则场景的三维可视化模型,既省时又省力,同时点云还可输出多种不同的数据格式,做为空间数据库的数据源和满足不同应用的需要。三维激光扫描技术可以将现实场景1:1以点云形式呈现在计算机中,所以又被称之为实景复制技术。
技术优势:
速度快:三维扫描仪扫描速度能达到百万点/秒;文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

精度高:数据采集精度高,精度能达到±2mm;文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

直观性强:采集的点云数据,不仅仅有空间信息(X,Y,Z), 还具有颜色信息(R,G,B)以及反射率值( I ),给人一种场景再现的感觉;文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

适用性强:受外界影响较小,无光条件下亦可测量;文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

成果多样性:一次测量输出多种成果,无需反复测量;文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

非接触测量:远离危险区域,充分保障设备和操作人员的安全。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

仪器人员文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

(法如三维激光扫描仪2台、无人机、外业工程师3名、工作站2台)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

设备介绍

三维激光扫描技术在老旧小区改造测绘项目中的应用
      FARO Focus3D X330是一款具有超长扫描距离的高速三维扫描仪。Focus 3D X330将扫描范围扩展至全新的尺寸,能够在阳光直射下扫描距离为330米的物体。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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      Focus 3D X330能够扫描距离为330米物体。只需进行次数更少的扫描,就能对远处的大型的、地形复杂的、难以靠近的建筑,地基坑道或物体完成测量,因此能够极大地提高测量速度。
其主要特征有:

• 高精度
• 高分辨率
• 高速
• 可通过内置触摸屏进行直观控制
• 尺寸小、重量轻,集成了快速充电电池,从而实现高移动性
• 逼真三维彩色扫描,通过集成的彩色照相机进行。
• 集成双轴补偿器,用于自动校平捕获的扫描数据。
• 集成 GPS 传感器,用于确定扫描仪的位置。
• 集成罗盘和高度计,用于为扫描提供方向和高度信息。

       Focus3D X330 的工作原理是将红外线激光束射到旋转光学镜的中心。该光学镜将使激光在围绕扫描环境垂直旋转的方向上产生偏差;之后,将周围对象的散射光反射回扫描仪。
      Focus3D X 330 使用相位偏移技术测量距离。这意味着使用不同长度的等幅波对激光束进行调制。通过测量红外线光波的相位偏移,即可准确判断扫描仪到对象的距离。借助特殊的调制技术,HYPERMODULATIONTM 可大幅提高调制信号的信噪比。之后,通过使用角度编码器测量 Focus3D X 330 的镜像旋转和水平旋转,计算各点的 X、 Y、 Z 坐标。会同时使用距离测量对这些角度进行编码。距离、垂直角度和水平角度组成极坐标 (δ, α, β),该坐标随后会转换为笛卡尔坐标 (x, y, z)。扫描仪可覆盖 360° x 300° 的视野。
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视野单元
扫描范围: 330范围1: 90%不光滑反射表面上在户外阴天环境中为 0.6m - 330m
测量速度: 122,000 / 244,000 / 488,000 / 976,000 点/秒
测距误差2:在10m和25m时误差为±2mm, 反射率分别为90% 和10%
噪音误差3 :标准分别为
10m – 原始数据:0.3mm @ 90% 反射率 |0.4mm @ 10% 反射率
10m – 压缩噪音4:0.15mm @ 90% 反射率 |0.2mm @ 10% 反射率
25m – 原始数据:0.3mm @ 90% 反射率 |0.5mm @ 10% 反射率
25m – 压缩噪音4:0.15mm @ 90% 反射率 |0.25mm @ 10% 反射率
色彩单元
分辨率:大于7000万彩色像素
动态彩色特征:自动调整亮度
偏转单元
垂直视野范围:300°
水平视野范围:360°
垂直分辨率:0.009°(360°时为 40,960 个三维像素)
水平分辨率:0.009°(360°时为 40,960个三维像素)
垂直扫描速度: 5,820rpm或97Hz
激光(激光器)
激光等级:激光等级1
激光功率(顺时针 Ø): 20 mW(激光等级 I 级)
波长:1550 nm
光束发散角:通常为 0.19 毫弧度 (0.011°)
出口光束直径:2.25 mm,圆形
数据提取与控制
数据存储:SD, SDHC™, SDXC™; 32GB插入卡
扫描仪控制:通过触摸屏和wi-fi
通用规格:
电源电压:19 V(外部支持),14.4 V(内部电池)
功耗:40 W与80 W切换(当电池充电时)
工作环境温度:5°C 至 40°C
电力供应:4.5小时
湿度: 无冷凝
缆线连接:位于扫描仪的底部
重量:5.2kg
尺寸:240X200X100mm3
维护校准:每年一次
视差-自由:是
双轴倾斜传感器:精度0.015°;范围 ±5°

外业数据采集
      对需要外立面改造区域进行现场勘查,了解现场环境,对整个外业数据采集任务做好前期规划及部署,确定扫描范围,根据项目要求调整好扫描设备参数,本次采用2台三维激光扫描仪(1人1设备进行数据采集作业),独立架站的方式,根据街道外立面的实际情况,灵活架站。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(现场数据采集,不分昼夜,争分夺秒)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

内业数据处理文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

原始扫描数据导入专业数据处理软件,进行点云配准,去燥后,再从Auto CAD 中附着点云,进行二维图形的绘制。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(点云高程色谱图)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(点云高程色谱图)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

【册】

利用点云数据为参考绘制平面、立面图文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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(单幅成果截图)文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

根据甲方要求,对建筑物门窗,空调机位,楼顶女儿墙,楼梯间及下水管等进行绘制标注,整理提交甲方。文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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近百个建筑立面图出图成册及面积统计文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

【结】

      三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术。它是继GPS之后的又一项测绘新技术,已成为空间数据获取的重要技术手段,通过本次对老城区外立面改造结合现代化测量方式,全方位立体式测量、简单、高效,快速得出成果,另外此次项目为了完成年后的设计规划进度,一线的外业数据采集人员除夕当天还在作业,内业绘图人员一直忙到初五,为老城区改造默默贡献自己的力量!新的一年有个好的开始,吉优赛维将继续助力老城区改造,为老城区的明天加油!文章源自吉优赛维数字孪生建模供应商-https://www.geosv.com/3d/9380.html

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