建筑测绘中的地面激光扫描模式识别方法研究

王亮亮 1.2 郑鹏钊 2

2西安九图测绘技术有限公司 陕西省西安市710003

摘要：地面激光扫描仪是高科技的时代产物，具有极强的高效性和准确性，其在建筑测绘领域被广泛使用。文章通过对建筑测绘中采用激光扫描的方法进行研究，对建筑测绘工作提供可参考的理论依据。

关键词：建筑测绘；地面激光；扫描模式；识别方法

一、地面激光的扫描系统类别

1.1依据扫描仪发射激光的方式进行分类

依据扫描仪发射激光的方式对地面激光的扫描仪进行分类时，能够划分成三种：其一，灯泡式；其二，三角法式，例如三坐标的测量机；其三，扇型式，在这种扫描仪中，其获取点云的密度比较高，并且点云的准确度同样较高，现阶段，很多扫描系统均是应用该方式来扫描。

1.2依据系统扫描的成像方法来分类

其一，摄影扫描的系统。该扫描系统和摄影测量之中所用相机比较类似，在扫描过程中，扫描瞬时视场比较有限，所以比较适合长距离地扫描室外物体。例如ILRIS_3D以及HDS3000为摄影扫描的系统；其二，全景扫描的系统。该系统扫描仪容易因为自身条件受到限制，所以在室内扫描比较适合，例如设备与房屋数字化的扫描；其三，混合型的扫描系统。主要是融合了上述两种系统，可以实现优势互补与扬长避短，继而保持测绘数据的准确性与可靠性。

二、建筑测绘中常用地面激光扫描识别方法
  （一）地面激光扫描数据平立剖面图测绘扫描上的使用方法
测绘工作主要是针对建筑环境中需要测量的距离、水平面等进行测绘数据的采集，以方便相关管理人员对整个环境准确数据的了解和分析。在测绘的过程中对物体或建筑进行测量，只要以地面为中心界限，并通过整体描绘，获得整个测量物体的所有相关数据。方便相关测绘人员运用这些数据进行图册的描绘和数据的分析。为了使测绘工作中所测量的数据能够更加直白、准确的表现出来，一般运用地面激光扫描数据的平立剖面图进行测绘扫描模式的使用，激光点根据平面内的各个点的标记，对整个平面进行映射，并将所投影到的数据储存到平面设计图中，成为平立剖面图描绘的参考资料，方便相关建筑策划设计人员通过平立剖面图进行直观的建筑分析和检测。由于地面激光扫描的识别模式的特点，目前地面激光扫描数据的平立剖面图测绘扫描方式成为最常用的测绘技术之一。
  （二）地面激光点云建筑平立剖面图半自动撤回识别方式的使用
  科学技术的不断发展和革新使建筑社会工作的发展越来越快，当前时期建筑测绘工程所使用的设备和技术都得到了一定的更新和发展，更加符合于现代化建筑的测绘工作，并有效地针对一些环境复杂多样的测绘工程。这目前看来，由于一些建筑工程的工期，环境等因素限制在进行，工程项目的测绘工程师仅仅利用人工进行测绘，已经不能够满足整个工程的开，再加上现在时期自动化，智能化，数据化的测绘技术已经有了一定的成果。例如地面激光点云的建筑物平立剖面图，半自动社会识别方式这一项建筑测绘地面激光扫描模式。采用先进的激光扫描技术，是在测量时运用影像呈现数据，但运用该项测绘技术进行测绘工程，在得到的数据信息后还需要运用特定的技术进行提取。最后还要对所提取到的数据和信息进行进一步的分析处理计算，从而使这些数据能够被用于相关社会工作人员进行平面图的测绘，完善测绘工作[3]。

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三、地面激光扫描对建筑测绘的实际应用效能

为了有效提高地面激光扫描对建筑结构的准确描绘，则应该在理想思维下对激光扫描结果进行综合的分析，根据三维数据的测量结果，构建合理的建筑场景。还要结合操作等误差的分析计算提高建筑测绘的工作效率。通过对大量的实践经历在总结经验和科学探求结果的基础上可知，地面激光扫描在对建筑测绘时还面临着一些困难。由于操作员在利用机器时，难以与其同步，则在点云配准和识别性能上把握不好，这对建筑测绘来说是极大的不利因素。因此，为了提高激光扫描的使用性能，转变点云配准方式，引入标靶精准定位和匹配多站点云的模式。为了提高云识别功能，还可以利用颜色点云分割技术，根据点云的颜色进行分类。这促进了测绘建筑三视图效果的总体呈现效果。

四、地面激光的其他建筑测绘技术

4.1地面激光扫描的射线荧光技术

除了利用激光点云法对建筑测绘以外，在不用对建筑物的平面图，立体图和剖面图测绘的情况下又研究了新的激光扫描方式，其中之一为射线荧光技术，它主要应用于工程测绘上。射线荧光技术的准确度高，对地下结构勘察力强，在复杂的地势中也能保证数据的精确度。

4.2遥感地质勘察技术

建筑测绘通常还要对地势进行分析，以保证建筑的根基得到巩固。在边缘位置和地势残缺处，其勘察工作较困难，因此必须借助遥感地质勘察的优势去捕获信息。在对信息处理时，存在多方面的影响因素，图像的显示清晰度偏低，这时需要利用计算机对数据和图像建立关系，从而分离出高清晰度的图片。一旦有图片的感官效果，则有利于建立对建筑物思维模型图，在测绘上将减小劳动成本。

五、地面激光扫描识别方法在建筑测绘中的应用效能与需解决的问题

5.1应用效能

若由现实的角度着手，为迅速获得实体目标项目的三维场景图，需要相关人员对激光扫描具体识别模式进行进一步研究，并且与实际扫描中可能发生的问题相结合，对建筑测绘的整体工作效率进行改进。在建筑工程的测绘中，应用地面激光扫描方式，能够解决相关难题。通常情况下，各种难题表现为应用滤波、建筑的三维图、点云识别的技术以及点云配准的技术等对建筑实体工程进行测绘时，出现人机交互问题比较严重，会大幅度降低建筑工程的绘制工作效率。因此，相关人员需要把多站点云匹配与靶精准定位当作基础，设置激动配准的方式，有效改进与优化建筑测绘的工作，保证激光扫描识别方法的应用效能保持较高水平。

此外，建筑工程测绘人员若想提高建筑工程的测绘实践效率，在滤波与点云方面，需要把颜色作为基础，应用点云分割方式，对滤波与点云识别进行处理。所谓把颜色作为技术来分割点云，事实上就是考量点云自身颜色方面的信息，经颜色来度量各扫描点之间的相似性，以便对具体的扫描技术进行分割。该种分割方式能够对建筑平面图、立面图以及剖面图测绘技术实施效果进行改善，确保所得信息的精确性与可靠性。

5.2需要解决的问题

即便地面激光的扫描方式相对先进，但在大规模的建筑工程测绘中，地面激光扫描的识别方式还是使用率比较低。若想提高工程建筑的测绘精确性，所需解决问题主要如下：其一，严重依靠人机交互点云的配准，影响了工程建筑测绘效果；其二，滤波问题以及点云识别的问题；其三，建筑的剖面图、立面图以及平面图测绘的问题，导致工程测绘准确性受到影响。在自动配准点云方面，需要采取标靶精确匹配与定位多站点云配准的方式；滤波与点云识别的问题，需要应用颜色点云的分割方式来处理；建筑剖面图、立面图以及平面图方面，应采取正射深度的影像建筑具体特征线，对建筑三面图进行划分。通过以上方式对各种问题实施针对性处理，不仅可以提高工程建筑测绘数据信息的可靠性，而且可以提高地面激光扫描识别方式的应用率。

结语
  总之，科学技术是第一生产力，三维激光扫描技术应用广泛，前景广阔，能够为中国工程测绘事业带来前所未有的大变革，应该通过政策鼓励，资金支持和社会资源的引导，对该技术进行普遍性地推广。
  参考文献：
  [1]付海军.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].智能城市，2017（3）：111+137.
  [2]蒋明灿.三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用[J].资源信息与工程，2017，32（6）：130-131.

[3]刘伟.面向建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法探讨[J].石化技术,2019,026(007):165,147.

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