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用于建筑物恢复的三维测量
解答时间:2011/9/7 浏览次数:447 专家:

最佳答案

当采用预设的改造计划对一个建筑物进行改造的时候(例如,立面或屋顶的部件改造,包括通风和电力设备安装),对建筑物的几何尺寸的可靠测量是必不可少的基础,如果想让项目顺利实施的话。任何现有的建筑规划或建筑设计图通常都是不充分的。这意味着立面结构,窗户,门,阳台,天花板,楼梯间,卧房和周边设施需要被测量。需要的精度在窗口区域大概是在± 4 mm,在天花板/立面区域的精度大概是±7 mm。

测量技术工具盒
必须使用一系列不同的传感器,以满足相对复杂多样的对重建目标的所谓的三维几何展示,并且是尽可能的压缩成本。

    ■ 地面激光扫描( TLS) :借助地面激光扫描,目标物体的几何尺寸可以被测量的更快,这归功于其能获取完整区域和对象数据的能力。与TLS相关的问题将在更深入的数据处理和对象抽取中的流程中介绍。

    ■ 近景摄影测量:近景摄影测量是一个很好的对地面激光扫描的补充,并为建筑物立面图片提供了一个很好的替代选择,这要归功于其快速的照片数据获取能力。在这里,通过小标靶的协助,也可利用机载拍摄的影像对地形记录的数据提供额外的透视图。

    ■ 视距测量,单一距离:对于基于单点的数据获取,传统的电子视距测量仍然是有用的工具。这里,数据可以通过各种软件工具的帮助得以补充、简化和加速。手持式测距仪可以用于上述方法获取的数据的补充,为单点补充测量或特别昏暗的物体的测量得到的数据做检验。

复杂的和成本/收益优化后的对象的获取无疑是只有通过一种方式能成功,那就是对上述技术的组合和实施。

初的经验
作为基本的研究和测试,我们第一个对象选取了一个典型的需要翻建的多家庭的建筑。这个建筑用来对不同的方法、流程和仪器进行一般性的测试,以及在适当的应用条件下的组合使用。初的结果和产物随后被用于详细的讨论和配置,以及测试在项目合作伙伴参与下的流程。TLS被用来扫描立面,楼梯间,阁楼和选定的房间的内部(工作中使用的是一台徕卡C10)。除了这些扫描,还补充了摄影测量的记录和一个单点测量的结果(全站仪)。

下面我们将更深入的了解一些借助上述的工具盒子可供我们选择的有效的方法和应用。

    ■ 生成图片的概览:通过在图片上定义一个平整的表面的方法以消除影像的畸变,是一个简单且省时间的方法来生成地面工作规划。结果的精度取决于相机拍摄角度、相机的精度和建筑立面与定义的表面的偏离值。

    ■ 摄影测量的评估:基于标靶的近景摄影测量为缝隙的填充提供了另外一种途径(比如,天花板表面,窗户的框和阳台的门等),这些缝隙有时是阴影造成的,有些是激光扫描无法到达的区域。初的结果显示,这种形式的组合是非常完美可行的。由于小标靶的载入能力的限制,使用一个标准的商业上可行的轻便的数码相机就显得很必要。因此,目前分辨率不足以用于细节的分析。就影像测量精度而言,在自标定的帮助下小于一个像素的精度值是可以达到的。

    ■ 激光扫描评估:评估显示地面激光扫描非常适用于建筑立面的平整度分析。“正射影像图生成”功能也为快速和方便的生成规划基础数据成为可能。但是,用于完整的提取所有用于建模的几何构件的时间和精力是非常大的,并且根据产品情况的不同,实地扫描记录的时间可能会很长。

    ■ 激光扫描-逆向工程:逆向工程在机械工程、医疗和艺术领域已经有了很长时间的应用。在处理过程中,现有的产品或模型产品被数字化,这样就可以数字化的编辑、修改和生产。这样做所要付出的努力远小于生成互动式的3D几何模型,并且点云的信息密度能够大量的被保留。这种方法所能达到的精度是和所采集的3D点的精度一致的,因而可以很快的就达到足够的测量点。

结论和展望
对涉及这个项目的所有参与方的要求在规划阶段需要被精确地并尽可能的详细地定义,这样所选择的数据获取方法和数据处理过程的成本和收益可以被优化,特别是在获取需要翻建的对象的3D几何信息的时候。早期的经验已经显示,使用TLS基于对象的记录方法是适合于需要翻建的对象的几何建模的。信息密度是非常有趣的,因为它使得精细刻画一个非规则对象成为可能――大多数建筑物都是这种情况――并且可以用一种足够高得精度来描述对象。后,从工具盒子中选择不同得工具并组合使用始终是必须的。项目参与各方对集中在一起的数据访问权限必须有保障;用合适的用户友好的工具对必要的数据进行信息提取也必须有保障。这是我们在本文中展示的项目的成败的关键点。

主要推荐产品


Scanstation C10三维激光扫描仪  
订货号:MM-09664-00
品牌:徕卡
产地:德国
市场价格: 登录
会员价格: 登录
 
上架时间:2011/8/19
浏览:1742次
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  • 产品描述
  • 技术参数
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产品描述:

徕卡高效一体化三维激光扫描仪Scanstation C10全新定义了高清晰扫描仪的标准,真正实现了操作界面、数据存储以及电源系统的一体化,完全可以胜任各种不同的测量项目,应用于更加广泛的领域。
主要功能和特点:
徕卡Scanstation C10全中文的菜单显示,完全真彩色触摸屏,类似全站仪的向导式界面,使客户的外业操作更加便捷,还有屏幕照明功能确保了白天晚上均可作业而不会影响项目的进度。
作为徕卡全站仪的一大特色——激光对中器,同样应用于Scanstation C10,较轻的重量方便了外业携带,同时具有电池热插拔技术,支持超大容量存储以及多种格式的输出功能,大大优化了外业的测量作业。
徕卡Scanstation C10的360°×270°全视场角,可以轻松获取目标顶部,水平方向以及垂直方向的数据,其特有的旋转镜头,可以覆盖几乎整个垂直视场角,极似一台全站仪在作业。
C10高达50000点/秒的高速的扫描速度独领群雄,成为行业中佼佼者,智能镜头X-MirrorTM设计可以进行旋转和震动两种扫描模式,扫描仪在扫描过程中根据视场角自动计算采用那种扫描模式,效率非常高。
徕卡Scanstation C10通过专业的Cyclone软件实现数据传输,提供了多种数据传输方式,包括传统的LEMO口,也可以使用USB进行数据备份,甚至可以直接使用电脑控制仪器将数据传输到电脑中,大大丰富了成果的获取方式。
C10在设计上预留了通道,可以组合GPS联合作业,通过蓝牙连接手薄进行作业,也可以组合徕卡标准棱镜,配合全站仪进行作业,真正实现和常规测量的组合,充分发挥了仪器的通用性,节省了成本。
徕卡Scanstation C10具有丰富的测量功能,包括导线测量、后视已知点、后方交会以及放样程序,这些类似徕卡全站仪的功能,充分保证了扫描作业项目轻松高效的完成。
徕卡Scanstation C10仪器独有的优点和性能,应用各种行业领域,其中包括:设计工程和施工,结构及设备安装检测,资产调查和档案管理,文物古迹恢复存档,以及地形测绘等等行业,适用性非常强。



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