任士峰

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0六隊(duì)，新疆 阿勒泰 836500）

目前，在項(xiàng)目的竣工測(cè)量中主要應(yīng)用的是二維平面測(cè)量技術(shù)。采用二維平面測(cè)量技術(shù)可以為區(qū)域規(guī)劃管理提供一些科學(xué)的數(shù)據(jù)知識(shí)。隨著施工技術(shù)的快速發(fā)展，二維竣工測(cè)量圖已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代化施工管理的需求，所以三維竣工測(cè)量技術(shù)廣泛的應(yīng)用到了竣工測(cè)量領(lǐng)域。

1 工程總述及測(cè)量流程

（1）工程總述。該工程項(xiàng)目為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的集合是立面結(jié)構(gòu)，所以采用傳統(tǒng)的規(guī)劃驗(yàn)收測(cè)量方式對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量是很難開(kāi)展的。因此，在該項(xiàng)目竣工驗(yàn)收的時(shí)候采用了三維激光掃描技術(shù)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。

（2）操作流程。鑒于上述的在建項(xiàng)目結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以項(xiàng)目組決定采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)其進(jìn)行竣工驗(yàn)收的測(cè)量。其主要操作流程如下圖1所示。

圖1 基于三維激光掃描技術(shù)的竣工測(cè)量流程圖

通過(guò)圖1可以知道，利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)該現(xiàn)代化項(xiàng)目工程進(jìn)行竣工測(cè)量的基本流程包括：測(cè)量前的準(zhǔn)備工作、外業(yè)工作實(shí)施、測(cè)量目標(biāo)的掃描、點(diǎn)云配準(zhǔn)及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、全局坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)等。

2 三維竣工測(cè)量數(shù)據(jù)采集

與傳統(tǒng)的竣工測(cè)量方法相比較，三維激光掃描技術(shù)具備以下優(yōu)勢(shì)：首先，在竣工測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)用地面三維激光掃描技術(shù)，可以依據(jù)在建項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，所以三維激光掃描技術(shù)可以很好的應(yīng)用到規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的施工項(xiàng)目中，這樣可以有效地避免因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而導(dǎo)致測(cè)量工作無(wú)法開(kāi)展現(xiàn)象的出現(xiàn)。其次，在竣工測(cè)量的過(guò)程中采用三維激光掃描技術(shù)可以提高所獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性。與二維竣工圖相比較，三維激光掃描技術(shù)所得出的三維竣工圖顯得更加真實(shí)，同時(shí)還能大幅度縮小不同部門的專業(yè)限制。其次，利用三維激光掃描技術(shù)可以依據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)快速的得到三維模型，所以能夠快速實(shí)現(xiàn)施工管理系統(tǒng)的智能化。

（1）控制測(cè)量。為了能夠充分的滿足工程規(guī)劃對(duì)該現(xiàn)代化施工項(xiàng)目測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的要求標(biāo)準(zhǔn)，該在建工程在驗(yàn)收測(cè)量的過(guò)程中是以為《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》為依據(jù)開(kāi)展的。該項(xiàng)目在竣工測(cè)量之前，在直徑為80m的范圍之內(nèi)鋪設(shè)了4個(gè)靜態(tài)的GPS控制網(wǎng)，該GPS控制網(wǎng)能夠?qū)⒅苓呉淹瓿傻氖┕ろ?xiàng)目全部覆蓋到其中。

（2）激光掃描測(cè)量數(shù)據(jù)采集。該現(xiàn)代化在建項(xiàng)目在使用三維激光掃描技術(shù)所用的儀器的型號(hào)為RIEGL VZ-400三維激光掃描儀。該型號(hào)的三維激光掃描儀的反射距離為500m，并且依據(jù)項(xiàng)目施工的特點(diǎn)，在本次竣工驗(yàn)收測(cè)量中主要采用了以下兩種測(cè)量方式。①單站絕對(duì)定向模式。單站決定定向模式是在使用三維激光掃描儀測(cè)量的過(guò)程中，在掃描儀器上設(shè)置相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)，然后掃描儀就會(huì)依據(jù)測(cè)量人員所設(shè)置的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行掃描。②無(wú)靶標(biāo)相對(duì)定向。無(wú)靶標(biāo)相對(duì)定向的掃描方式指的將三維激光掃描儀中的GPS定位功能打開(kāi)。打開(kāi)三維激光掃描儀中的GPS定位功能，可以使得三維激光掃描儀在掃描測(cè)量項(xiàng)目不僅能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量出來(lái)，也能夠?qū)⑵銹TK坐標(biāo)掃描出來(lái)。因此，在竣工驗(yàn)收測(cè)量的過(guò)程中，采用五把標(biāo)相對(duì)定向的掃描方式，不僅可以有效地提高外業(yè)作業(yè)的效率和質(zhì)量，而且也有利于提高內(nèi)頁(yè)配準(zhǔn)的效率。

3 三維竣工掃描測(cè)量數(shù)據(jù)初步處理

在施工項(xiàng)目掃描工作完成之后，就需要將三維掃描儀所測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理。

（1）點(diǎn)云去噪與修補(bǔ)。三維掃描儀所獲得的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)樽匀唤缦嚓P(guān)因素的影響造成大部分的數(shù)據(jù)都會(huì)出現(xiàn)空洞和噪音的現(xiàn)象，所以導(dǎo)致原始點(diǎn)云質(zhì)量不能夠滿足尖峰測(cè)量驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)，所以這就需要工作人員對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和補(bǔ)洞處理。

（2）點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。因?yàn)橥鈽I(yè)數(shù)據(jù)采集有兩種方式，所以點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)也有相對(duì)應(yīng)的兩種方式。首先，后視定向配準(zhǔn)。在對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)的過(guò)程中采用后定向配準(zhǔn)的方式。采用后定向配準(zhǔn)方式可以要求工作人員先在儀器那輸入測(cè)站坐標(biāo)和靶坐標(biāo)，然后再使用儀器中厚設(shè)定項(xiàng)配置的模塊對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，從而能夠得出整個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的整體坐標(biāo)。其次，站站間配準(zhǔn)。站站間配準(zhǔn)又被稱為進(jìn)行性粗配，而粗配的方式又可以采用兩種不同的方法，如下所示：①在粗配的過(guò)程中又可以采用同名特征點(diǎn)的方法進(jìn)行配準(zhǔn)。但是如果想要采用同名特征點(diǎn)的方法進(jìn)行配準(zhǔn)至少需要選擇四個(gè)同名點(diǎn)，這四個(gè)同名點(diǎn)要有相同的明顯特征，所以測(cè)量人員一般會(huì)選擇房屋角或者是電線桿頂端等具有明顯特征的物點(diǎn)。②在儲(chǔ)備的過(guò)程中也可以選擇人工交互式移動(dòng)測(cè)站。人工交互式移動(dòng)測(cè)站一旦到達(dá)已配準(zhǔn)站的相應(yīng)位置，其匹配的精度將會(huì)非常的高。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)粗配完成之后，軟件會(huì)自動(dòng)的將點(diǎn)元數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)匹配，并且軟件將保證點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)匹配的誤差在0.01mm以內(nèi)。

4 結(jié)果分析

該項(xiàng)目在竣工驗(yàn)收測(cè)量的過(guò)程中采用的是地面三維激光掃描技術(shù)。并且該項(xiàng)目的測(cè)量人員將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步的處理，然后將處理過(guò)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)連成線，與全站儀所得出的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。經(jīng)過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)的比較得出，在測(cè)量的過(guò)程中采用三維激光掃描技術(shù)所測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)誤差小于3.4cm，能夠很好的滿足竣工驗(yàn)收測(cè)量隊(duì)誤差的需求。因此，可以將地面三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用到施工完成驗(yàn)收測(cè)量工作中，從而能夠有效地降低工程測(cè)量工作的難度。

5 結(jié)語(yǔ)

這篇文章對(duì)三維激光掃描技術(shù)的操作流程進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并且以現(xiàn)代化在建工程項(xiàng)目為例子。通過(guò)前文的論述可以發(fā)現(xiàn)，將三維激光掃描技術(shù)利用到項(xiàng)目竣工驗(yàn)收測(cè)量過(guò)程中是非常可靠的。