測(cè)繪行業(yè)應(yīng)用

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      文章發(fā)布于:2023-03-21 作者:admin 瀏覽次數(shù):

      針對(duì)傳統(tǒng)建筑立面測(cè)量方法中存在的作業(yè)效率低下問題,我方已經(jīng)探索出基于三維激光掃描技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)建筑立面測(cè)繪的應(yīng)用方案。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,通過 Trimble X7激光掃描儀獲取建筑點(diǎn)云數(shù)據(jù),利用 Trimble RealWorks 內(nèi)業(yè)軟件進(jìn)行點(diǎn)云繪圖,精確且高效地獲取建筑物的三維模型,從而快速獲取建筑物的四個(gè)立面,并生成模型的立面二維圖。項(xiàng)目實(shí)踐證明,地面激光掃描技術(shù)可以高效地實(shí)現(xiàn)建筑立面測(cè)繪,極具推廣意義。
      使用三維激光掃描技術(shù)獲取建筑物完整點(diǎn)云,能夠保證立面測(cè)量的繪圖質(zhì)量,一套數(shù)據(jù)即可完成繪圖、調(diào)繪、質(zhì)檢等多種用途。
      而且還可以利用3D MAX和SketchUp軟件根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)三維重建,尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑物,三維激光掃描技術(shù)克服了傳統(tǒng)測(cè)量方式數(shù)據(jù)量少、施測(cè)工作量大、數(shù)據(jù)不全面的問題,可以較大限度保留真實(shí)位置信息。對(duì)舊城區(qū)建筑物立面的規(guī)劃和改造,提供了有效的數(shù)據(jù)支持。
      方案實(shí)施
      本次項(xiàng)目采用天寶X7三維激光掃描儀進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集,其掃描精度為2mm,掃描距離為0.6m至80m;掃描一站(自動(dòng)校準(zhǔn)+整平+拍照+掃描)所花費(fèi)時(shí)間僅需2分34秒;X7能夠獲取精確、清晰、細(xì)節(jié)豐富的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。
      本案例以其中一棟建筑為例,該建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,整棟樓體積較大,附著管道、鋼架、空調(diào)眾多,掃描通視效果一般。為了保證掃描的效率和精度,本次外業(yè)數(shù)據(jù)采集采用X7的在進(jìn)行外業(yè)掃描。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      該棟建筑局部實(shí)景圖
       
      1. 外業(yè)掃描
      現(xiàn)在外業(yè)掃描可以采用無標(biāo)靶作業(yè)方式,掃描作業(yè)時(shí)只需保證相鄰兩站之間有一定的重疊度,掃描到相同的平面特征即可,無需使用任何標(biāo)靶,省去一個(gè)擺放標(biāo)靶的工序,極大提高了外業(yè)掃描效率。同時(shí),也省去了相應(yīng)的擺放標(biāo)靶的人員,降低了用工成本。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      外業(yè)掃描現(xiàn)場(chǎng)示意圖
       
      外業(yè)掃描完成后可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接并配準(zhǔn),可讓用戶在戶外及時(shí)檢查掃描數(shù)據(jù)是否搜集完整,進(jìn)而減少停工時(shí)間并免去多次重返現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)測(cè)的情況。詳見下圖:

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)拼接及配準(zhǔn)示意圖
       
      2. 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理
      Trimble X7掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以直接通過Trimble RealWorks點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件打開掃描工程文件。具體步驟為:
      (1) 點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類、分割
      點(diǎn)云配準(zhǔn)完成后,由于在整體點(diǎn)云中存在車輛、行人、綠化等其他雜物,形成大量雜點(diǎn),會(huì)影響立面圖成果的制作,所以我們需要將點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。Trimble RealWorks軟件具有自動(dòng)分類的功能,包括室內(nèi)分類、戶外分類和隧道分類三種。
      這里我們采用戶外分類的功能,將點(diǎn)云分為地面、建筑、桿柱與標(biāo)識(shí)、電力線、高植被和其它雜點(diǎn),將分類好的地面、桿柱與標(biāo)識(shí)、電力線、高植被和其它雜點(diǎn)進(jìn)行隱藏,快速獲取出建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù),減輕傳統(tǒng)手工分割分類和去雜點(diǎn)的負(fù)擔(dān),大大提供內(nèi)業(yè)處理效率。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      點(diǎn)云自動(dòng)分類示意圖

      通過多邊形分割工具,將分類出的每棟建筑物點(diǎn)云單獨(dú)分割成各個(gè)墻面,最終將處理好的各個(gè)墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)單獨(dú)導(dǎo)出。
      3. 立面繪圖
      建筑點(diǎn)云處理完成后,將導(dǎo)出的建筑物單面點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。
      首先需要在Autodesk AutoCAD中新建圖形,然后附著點(diǎn)云數(shù)據(jù)。新建不同圖層,按照規(guī)范要求進(jìn)行立面圖繪制,而且在繪制過程中可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)照片進(jìn)行輔助。立面繪制成圖后,將每棟樓各個(gè)立面繪制完成的圖形插入到同一個(gè)圖框中。調(diào)整各個(gè)面之間的間距,使得圖形清晰美觀。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      立面成果示意圖
       
      項(xiàng)目總結(jié)
      此次項(xiàng)目中使用Trimble X7三維激光掃描儀進(jìn)行作業(yè),兩名作業(yè)人員采集外墻數(shù)據(jù)信息,共計(jì)耗費(fèi)9小時(shí)就完成了整個(gè)測(cè)區(qū)的數(shù)據(jù)采集。所獲取的精確點(diǎn)云數(shù)據(jù)可為后續(xù)舊城改造工作提供了堅(jiān)實(shí)保障。
      利用點(diǎn)云進(jìn)行三維重建
      以上所得到的點(diǎn)云成果還可以為三維重建提供強(qiáng)有力的支持?筛鶕(jù)不同需求,確定是否進(jìn)行三維處理。
      點(diǎn)云重建工作在3D MAX中完成,首先將建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中,然后完成以下建模工作。
      (1) 墻體窗戶的制作
      在創(chuàng)建命令中找到圖形-矩形,打開三維捕捉,進(jìn)行圖形的創(chuàng)建。然后將需要編輯的線轉(zhuǎn)換成可編輯樣條線,附加上另一個(gè)矩形。通過擠出命令,輸入墻的厚度,墻體即可建模完成。如下圖所示。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      墻體、窗戶建模示意圖
       
      (2) 樓梯制作
      選擇幾何體——樓梯,根據(jù)需求選擇合適的樓梯模型。根據(jù)點(diǎn)云輸入實(shí)際參數(shù),樓梯即可建模完成。
      (3) 模型渲染與貼圖
      模型構(gòu)建完成后,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染與貼圖。通過加載圖片功能完成紋理的映射,然后調(diào)整渲染參數(shù),即可進(jìn)行模型的渲染。渲染后的模型如下圖所示。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案 
      渲染后的建筑模型示意圖
       
      在模型構(gòu)建后,對(duì)其進(jìn)行檢核,主要是檢查紋理渲染效果、單體模型構(gòu)建位置及數(shù)量、空洞數(shù)量、管線位置及數(shù)量等。檢查完成后,可以在SketchUp中對(duì)模型進(jìn)行二維導(dǎo)出,構(gòu)建模型立面,四面均可導(dǎo)出,下圖為模型導(dǎo)出的南立面。

      立面測(cè)繪——舊城改造的解決方案
      精細(xì)化立面二維線劃圖
       
       
      以上就是關(guān)于立面測(cè)繪案例的詳細(xì)說明,如果您有相關(guān)的項(xiàng)目的話歡迎聯(lián)系我們。
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