通过三维激光扫描技术可以快速、大范围地采集建筑物立面和平面信息,有效地提高规划验收的科学性和准确性,落实规划意图、合理利用土地、项目建设的真实记录,其测量成果可以为城市规划部门及监察部门提供重要执法依据。
本方案将介绍基于数字绿土自主研发的软硬件进行建筑立/平面测量,为测绘行业提供精度高、速度快、难度小、成果多样的测量方法,能够减少外业工作量,大幅提高建筑立/平面图绘制的工作效率。
图1 激光雷达立/平面测量与制图技术流程
● 数据采集:
采用数字绿土自研的LiGrip手持激光扫描仪高效获取目标建筑表面的点云数据。主要包含路径规划、点云和影像数据获取、控制测量补充。
● SLAM解算:
采用我司自研的高效、智能化的LiFuser-BP解算软件对采集后的数据进行解算,产出高精度真彩色点云。
● 预处理:
为了保证数据质量合格,方便内业绘制,需要对点云数据做预处理,包括:数据质量检查、点云裁剪、点云导出,点云格式转换等。
● 立/平面图绘制:
利用我司自主研发的LiDAR360 MLS三维要素提取及GIS测图软件进行立/平面要素提取,然后进行人工核验并优化成果。
● 成果导出:
经过LiDAR360 MLS提取出的立面图或者平面图,可以导出为.dxf及.shp等设计软件兼容的数据格式,然后可以在CAD等软件中进行属性细化和3D模型渲染导出等。
图2 成果导出至CAD中做符号属性细化(上)和3D模型渲染(下)
深圳市某街道需要对城中村的某小区进行立面改造,涉及改造的老旧小区共计50栋,其中“握手楼”极为常见,且数量较多,使用全站仪或者手持测距仪均不方便。因此,采用手持SLAM激光扫描仪方式进行外业数据的采集。
②外业采集:
单人操作LiGrip手持产品,数据采集时间为3小时(包含路线规划、外业数据采集、控制点打点)。
③内业解算:
采用LiFuser-BP软件解算外业采集的数据,采用批处理的方式,解算时间6小时(若使用服务器,可以加速)。
④立面图绘制:
绘制元素包括门、窗、空调、雨棚、阳台、楼梯、广告牌、台阶等元素,立面绘制时间为2天。
深圳市某街道老旧小区立面改造项目测图的最终成果(截取单栋展示)如下图3所示:
图3 深圳市某街道老旧小区立面改造项目数据解算成果(上)和立面绘制成果(下)
北京某公司一层楼面积460平方米、六层楼面积500平方米,需要分别绘制两个楼层的室内平面图,使用全站仪或者手持测距仪均不方便。因此,采用手持SLAM激光扫描仪方式进行数据的采集。
②外业采集:
单人操作LiGrip手持产品,数据采集时间为8分钟(包含勘场规划路线、外业数据采集)。
③内业解算:
采用LiFuser-BP软件解算外业数据,解算时间20分钟。
④平面图绘制:
平面绘制元素包括门、窗、灯、墙、玻璃墙、玻璃展柜、工位、家具、水暖、空调、电梯等元素,平面绘制时间为5小时。
北京某公司一层楼、六层楼平面图最终成果展示如下图所示:
图4 北京某公司一层楼数据解算成果(上)和平面图绘制成果(下)
图5 北京某公司六层楼数据解算成果(上)和平面图绘制成果(下)
△ LiGrip手持激光扫描仪的高精度特性能够为立/平面图绘制提供准确且稳定的数据,并且操作简易;
△ LiFuser-BP解算软件可有效提高测算效率,降低内业处理的时间成本;
△ LiDAR360 MLS三维要素提取及GIS测图软件支持多源、多型号设备数据叠加与量测,提供常规的点线面绘图以及构造线采集、阵列采集等高效测图工具,集成预处理、要素提取、测图、分析等能力于一身,可应用于众多领域中。
从工程角度而言,具有以下优势:
√ 降本增效:减少内外业工作量,大幅提高建筑立面、平面场景的工作效率,降低时间成本;
√ 快速上手:设备操作便捷,简单培训上手,无需专业人员也可以满足项目需求;
√ 可复用性强:可根据多种场景需求灵活进行规划和设备作业,输出多样化成果,具备强大的可复用性。