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三维激光扫描仪在建筑领域的应用

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乐东李朦

摘要：步入信息时代以来，激光测绘技术获得快速发展，通过合理利用激光扫描仪，技术人员可在短时间内获取详细记录建筑物表面信息的数据，可缩短检测活动的持续时间，提升工程资源利用效率。本文主要分析了三维激光扫描仪的基本特性与应用价值，并指出了此类先进技术设备在我国现代建筑领域的具体应用流程。

关键词：三维激光扫描仪;建筑建造;数据采集

随着新时代建筑行业的快速发展，三维模型生成技术、激光测绘技术开始逐步获得普及应用，建筑施工人员可借助激光扫描仪等先进设备，搜集建筑信息，生成建筑立面规划图与设计模型，指导工程质量检测、工程结算等重要工作的实施。

一、三维激光扫描仪的基本特性与应用价值分析

步入新时代以来，三维激光扫描仪在现代建筑建造与勘测领域获得了广泛应用，主要被用于处理建筑建造质量检测、建筑具体数据搜集、形变检测、古建筑保护等不同领域。此类高技术含量的勘测设备包含内置式相机、传感器、数控系统、激光照射器等不同部分，其中数控扫描系统可借助激光照射器所发射出的定向激光对建筑进行遥测，技术人员应当正确操控激光扫描仪，使这一设备内置的相机摄录大量反映建筑物整体面貌的照片，并针对水平或垂直位移进行自动化的空间修正，快速、精确地采集建筑表面的数据，如建筑表面积、建筑墙壁的曲度等。技术人员可将采集到的数据导入计算机中，并根据此类数据建立立体化的三维建筑模型，做好后期建筑修复、质检、安全管理等各项基本工作。我国传统的建筑物立面测绘工作通常使用全站式棱镜监测仪测量各类建筑的三维点坐标，并有计划地使用卷尺及测距仪等仪器仔细量取建筑内部主要构件、装饰品的尺寸大小，同时根据工程质量检测需要绘制草图，将测量数据导入CAD绘图软件中，基于草图中包含的建筑信息绘制内容全面、详细展现空间约束关系的立面图与散点图，通过分析、研究三维图像中的信息技术人员可准确把握建筑的建造质量、使用价值、工艺水平，如实地复制还原施工现场的具体环境，评估各类外界因素对建筑物的影响[1]。此类蕴含高新技术的先进测量科技能够完成传统测量方法无法达到的建筑测绘任务，这一技术是我国现代测量技术的必威体育精装版发展成果。

二、三维激光扫描仪在建筑领域的具体应用流程分析

（一）前期准备

工作人员必须根据现代建筑工程的施工进度、施工质量标准自行调整实地勘察活动的规模、持续时间、数据采样范围，并通过传感器连接后台数控系统与扫描仪，发挥激光扫描仪内置的视觉追踪技术的固有优势，对建筑选点进行精确拼接，降低现场勘查的实施难度，缩短外部作业测量时间。技术人员必须做好勘查路线规划工作，了解测型活动目标范围内各类建筑的布局、总面积、施工技术等相关信息，布设多个传感器与能够利用卫星信号传输勘测信息的探测器，可根据勘察范围的大小布设传感器并设计控制点[2]。在实施勘测之前，应当检测靶标的稳定性，把握建筑物的绝对坐标位置，提升测量活动的相对精度，保证不同观测点之间有相同的公共平面。

（二）现场数据采集

技术人员可在勘测现场架设观测站，并按照既定规则使用激光扫描仪扫描观测点附近的建筑，观测点的间距应当保持在20米左右。为提高建筑外部扫描效率，缩短扫描活动的持续时间，针对存在遮挡、荫蔽处的建筑应当进行单独设站测量，技术人员可使用皮尺测量部分隐蔽点的投影面大小。由于受到测绘活动所用扫描仪基本功能的限制及建筑所在环境条件的影响，在采集三维数据时，部分较为重要的细节信息并未及时获取，如建筑内部承重柱之间的棂条，房屋底部曲面部位的晾衣架等，这使技术人员在计算机上建立的三维模型缺乏完整性与全面性[3]。因此为提升测量精度，保证模型的完整性，在每次完成扫描测量任务后，技术人员应当通过整合数据、进行模拟验算准确把握扫描效果，在中途发现遮挡或封闭空间时可暂停扫描。

（三）数据处理

技术人员必须做好数据处理与配准工作，将位于不同位置上的传感器搜集到的建筑信息进行分类加工，未经处理的三维空间数据包含多个坐标系，技术人员必须将其转换为标准化数据，使得点云数据具备突出的可辨识性与可调性。为获取真实度较高、具备独特利用价值的建筑扫描数据，技术人员必须做好噪音处理、杂波过滤等各项基本工作，在计算机中删除遮挡建筑物的树木或其他杂物，对数据进行优化处理，剔除原始数据中误差较大、不符合真实情况的信息。

（四）建立三维立体模型

通过合理运用三维激光扫描仪等先进设备，技术人员可直接从现实建筑物中快速采集逆向三维数据，并完成立体化建筑模型重构与修正工作。为满足建筑测绘要求，可使用手持式激光扫描仪，从不同角度入手扫描建筑物的内部框架与表层，在获取点云文件后建立三维模型。技术人员可对点云数据实施拟合处理，生成包含多级控制点的格网，进而构建曲面，在数字化模型上标注建筑物的基本特征点并制作数据清单。

三、结术语

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