HERON背包SLAM激光扫描系统在建筑规划测量中的应用

2021-01-08 16:05:55 admin 25

目前城市建筑工程规划核验竣工测量工作仍以传统测绘为主要技术手段, 随着三维激光扫描技术的发展,SLAM(simultaneous localization and mapping)背包激光扫描技术发展日趋迅速。本文通过传统竣工测绘和采用华测HERON背包SLAM激光扫描系统两种测绘方法进行对比分析,探讨HERON背包SLAM激光扫描系统在建筑竣工测量中的实用性。

随着现代化城市的飞速发展,城市建筑建设速度随之加快, 竣工验收工作属于建筑工程建设投入使用前的最后一个监督环节,并且也是确保建筑工程能够正常投入使用的首要环节,所以,应该采用全面、严格的竣工验收工作对整体建筑工程的质量以及实际的性能进行全面性的审核,从而发现建筑过程中所存在的实际问题,避免对日后的实际使用造成影响,确保使用者的人身财产安全。

规划核验测量是城市规划建设中对建筑工程依据规划许可实施监督、检查的全部测量工作。其目的是确保建设项目按照核准的设计图纸实施。目前竣工测量的主要测绘方法仍以传统方法测量为主,作业效率较低,且返工率高。三维扫描技术具有以下优势:1)高分辨率:SLAM背包激光扫描可获取厘米级高分辨率的三维模型。(2)逼真的三维实景:通过影像构建的真实三维场景,不仅拥有准确地物地理位置坐标信息,并且可精细的表达建筑物、地物的细节特征,包括突出的屋檐、外墙,以及地形、地貌等。目前已有青岛、上海等地在城市规划核验测量中采用SLAM三维激光扫描技术辅助开展测量工作,本文从技术路线、内业处理、测量精度等角度对比分析SLAM激光扫描与传统测绘方法在规划核验测量中的应用,并探讨了点云三维模型的有关应用可能

1 传统测绘与激光扫描技术路线对比

建筑物竣工测量范围应当包括规划用地许可证法定的范围,但不仅限于此范围,如工程有超范围建设部分,也应据实测绘,同时还需测量与法定范围内建筑有四至间距关系的建筑。主要测绘内容包括:建(构)筑物外部轮廓线的测量、四至距离测算、建(构)筑物的高度测量、正负零高程测量、竣工测量地形图测绘、建筑面积测量及建设工程竣工测量成果报告书编制等。

传统测绘与激光扫描相比,流程环节相对较多,需要的作业人员多,作业效率较低。传统测绘方法测量建筑物竣工项目时,主要用到的仪器设备为GPS接收机、全站仪、水准仪、手持激光测距仪等,测绘内容包括:资料准备、控制测量、图根测量、碎部点采集、楼高测量、水准测量、数据处理、质量检查、成果提交等,如图1。条件点、验测点采集时采用双极坐标方法,普通地物、地形点按地形测量中碎部测量的方法进行采集。

使用HERON背包SLAM激光扫描系统测量建筑物竣工测量项目时,主要用到的仪器设备为GPS接收机、水准仪、HERON背包SLAM激光扫描仪,测绘内容包括:资料准备、控制测量、三维扫描、水准测量、数据处理、质量检查、成果提交等,如图2。为提高地图创建的精度扫描时需建立数据集的闭合环,即在一个数据集内重复经过已扫描区域而形成的闭合路线。

以密云某小区竣工测量项目为例,项目概况:共16项,9层建筑8栋,3层别墅3栋,人防出入口4栋,地下车库1项,地上建筑最高27米。传统测绘需要技术人员3名,外业需要5天,内业处理2天。三维扫描需要技术人员3名(水准测量3人,其他作业2人),外业2天,内业处理2天。

两种测绘方法优缺点:一、传统测绘常见测绘问题:1、传统的测量方法,需要使用棱镜来配合完成测量工作,一些建筑物的结构对棱镜的放置位置无法满足,导致测绘数据的精度降低。2、不规则形状建筑物,给测量工作带来严重的阻碍,对于一些传统的测量方法,往往只能够一次得到一个点的数据,对于这些不规则形状的建筑物就需要进行多次测量才能获得最终的数据,这使得建筑物的竣工测量工作变得十分繁琐复杂,还会影响测量的准确性,耽误整体验收审核工作的开展。3、对于传统的测量工作在完成后需要将其绘制在图纸上,而图纸的弊端是只能展示二维结构,难以直观的展示建筑物的基本情况,缺乏直观的展现;优点:仪器设备较常见,人员技术水平要求不高,使用软件为测绘常规软件,操作简单。二、激光扫描技术方法,缺点:仪器设备成本较高,对人员、处理软件有特定要求,数据量大存储空间需求大;扫描距离及角度限制,高层建筑物及楼顶信息缺失;优点:点云数据可进行三维建模,通过高精度的实景三维模型对地物、地形、地貌进行编辑,可有效提升作业效率;对于不规则建筑采集存在优势,能形成直观的三维模型,且具备量测特性,易开发二次应用产品。

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