地面3维激光扫描技术建筑物特征线提取

大规模城市测绘中的建筑物特征提取与三维模型重建方法近年来，随着城市的快速发展和数字技术的日益成熟，大规模城市测绘成为了一个重要的领域。

在城市规划、土地管理和基础设施建设等领域，准确的建筑物特征提取和三维模型重建对于决策和规划具有至关重要的作用。

本文将探讨大规模城市测绘中的建筑物特征提取与三维模型重建方法，并介绍其中的一些关键技术。

首先，建筑物特征提取是大规模城市测绘的第一步。

在传统测绘中，建筑物特征提取通常依赖于人工解译和分析。

然而，在大规模城市测绘中，由于城市建筑物数量巨大且分布复杂，人工解译的效率和准确性无法满足需求。

因此，研究人员开始探索基于影像和激光雷达等传感器数据的自动化建筑物特征提取方法。

其中，影像处理是大规模城市测绘中常用的建筑物特征提取方法之一。

通过高分辨率航空或遥感影像，可以获取建筑物的纹理和边界等特征信息。

图像分割、目标识别和物体边缘检测等技术可以应用于影像处理，从而自动识别和提取建筑物特征。

此外，利用多时相影像和红外影像等，还可以实现建筑物的变化监测和分类。

激光雷达是另一个常用的建筑物特征提取方法。

激光雷达可以获取建筑物的高程和形状等几何信息。

通过激光点云数据的处理和分析，可以提取建筑物的轮廓、立面和屋顶等特征。

此外，结合地面控制点和全球导航卫星系统（GNSS）等信息，可以实现激光雷达数据的精确定位和配准，提高建筑物特征提取的精度和可靠性。

除了影像和激光雷达，多源数据的融合也成为了大规模城市测绘中的一个重要趋势。

通过将不同传感器获取的数据进行融合和集成，可以提高建筑物特征提取的准确性和全面性。

例如，将影像和激光雷达数据进行融合，可以同时获取建筑物的纹理和几何信息；将地面测量数据和地理信息系统（GIS）数据进行融合，可以实现建筑物特征提取与地理空间分析的一体化。

在建筑物特征提取的基础上，三维模型重建是大规模城市测绘的下一步。

三维模型重建旨在利用建筑物特征提取的数据，生成真实的、可视化的三维模型。

使用三维激光扫描仪进行建筑物立面测绘的步骤和要点一、引言建筑物立面测绘是维护建筑安全、进行改建设计以及进行文化遗产保护等工作中必不可少的一环。

传统的测绘方式耗时耗力，且存在一定的人为误差。

而使用三维激光扫描仪进行建筑物立面测绘，可以大大提高测绘效率，减少测绘误差。

本文将介绍使用三维激光扫描仪进行建筑物立面测绘的步骤和要点。

二、三维激光扫描仪的原理三维激光扫描仪通过向建筑物表面发射激光束，并通过接收反射回来的激光来测量距离，从而建立起建筑物的三维模型。

激光束一般是呈锥形的，可以快速地获取建筑物表面的大量坐标点，形成点云数据。

三维激光扫描仪还可以通过旋转或移动来获取建筑物各个角度的点云数据，从而拼接成完整的建筑物立面模型。

三、步骤一：准备工作在使用三维激光扫描仪进行建筑物立面测绘之前，首先需要进行一些准备工作。

包括选择合适的扫描仪型号，了解建筑物的结构和特点，确定扫描区域，制定测绘方案等。

同时，还需要确保扫描仪的设备和软件处于良好状态，电池充足，存储空间充足。

四、步骤二：扫描数据采集在开始扫描之前，需要将三维激光扫描仪固定在合适的位置上，并按照事先确定的扫描方案进行操作。

激光扫描仪通常配备有触发器，可以手动按下或者通过遥控器触发扫描。

在采集数据时，要确保激光束能够完整地扫描到建筑物的每个细节部分，避免遗漏。

五、步骤三：点云数据处理采集完数据后，需要对获取到的点云数据进行处理，以便得到准确的建筑物立面模型。

点云数据处理通常借助于专门的软件，可以对点云数据进行滤波、配准、拼接等操作。

首先，对点云数据进行滤波处理，去除异常点和噪声，得到较为干净的数据。

然后，对不同角度扫描得到的点云数据进行配准，将其对齐到同一坐标系下。

最后，将配准后的点云数据进行拼接，生成建筑物立面的完整模型。

六、步骤四：模型分析和结果输出得到完整的建筑物立面模型后，可以进行进一步的模型分析和结果输出。

可以通过模型分析软件对建筑物的外观、结构以及细节进行分析，提取出相关参数和指标。

地面三维激光扫描技术在建筑物立面测绘中的应用三维激光扫描技术为测绘领域中的最新技术，能够被应用在测绘行业中的各个领域当中，三维激光扫描技术不仅仅能够将测绘环境进行全面改善，还能够提升工作效率，但建模及点云数据处理还需要测绘技术人员加强研究力度。

三维激光扫描技术在建筑立面测绘当中的有效应用已经实现了传统技术不能达到的效果。

文章将着重分析三维激光扫描技术在建筑物立面测绘中的有效应用。

标签：三维激光扫描技术;建筑物立面测绘;有效应用三维激光扫描技术能够在不接触测量目标的基础上迅速获取物体表面的三维坐标，利用软件处理对真实三维模型实体进行测量的技术，此技术又被称为实景复制技术。

采用三维激光扫描技术获取的三维坐标数据一般被称为点云数据，点云数据能够快速并实时、动态性的反映事物的真实状态，为数字模型的科学建立提供全新技术手段。

和激光测距技术中点对点的测量方式进行比较，三维激光扫描技术能够让传统人工单点数据转变为连续性自动获取批量数据，此技术的应用上不仅仅能够将测量速度提升，还能够将测量密度及精度提升，这是目前国内外测绘领域中的重点研究内容。

1、地面三维激光扫描仪在建筑物立面测绘中的有效应用文章从某一小区进行测绘分析，外业测量工作需要进行测量区域内的房屋平面、窗台、房屋基础标高、屋面标高等进行测量，测量完毕之后绘制立面图。

下文将从外业测量及内业处理两部分内容进行。

1.1进行外业测量图根控制工作主要进行高程控制测量、平面控制测量，这几种测量是立面测绘及地形图测量的重要基础。

整个测绘工程中的基础工作为地形图测量，采用常规方式进行测量，根据项目进行情况确定好比例，进行全面的测量及控制。

房屋立面测量在进行中，需要对测区内部进行勘察，经过勘察得知道路两边的视野比较宽阔，能够为地面激光扫描仪的架设及数据采集奠定有力基础。

区域内部的大部分建筑物时间较长，非常老旧，楼宇之间的间距比较小，很多建筑物第一层到第二层出现了棚房搭建的情况，小区内部的树木枝繁叶茂，对于建筑物遮挡非常严重，大部分建筑物阳台一般为自动封闭设置，墙壁上的窗户一般需要工作人员去建筑物内部进行有效测量，这会让三维激光扫描仪使用难度提升，在测量当中需要利用全站仪或是钢尺对测量起到辅助性作用，并进行测量区域相关数据的全面采集。

结合三维激光扫描点云生成BIM模型技术在建筑中的应用摘要：三维激光扫描技术是利用新型三维坐标测量仪，以非接触式高速激光测量复杂物体表面地形和阵列几何图形的三维数据的技术。

它已应用于机械、医学、建筑、交通、城市规划等领域。

通过这项技术，可以获得点云数据。

作为基础数据，这些数据可用于测绘、测量、仿真分析、虚拟现实、数据监控、可视化显示等。

，正好符合BIM技术的应用。

可见，点云数据在BIM技术的应用中起着至关重要的作用。

BIM技术通常用于建筑的正向设计。

现在利用三维激光扫描技术，可以对现有建筑进行扫描，获得点云数据，从而实现逆向建模获得虚拟三维模型，实现BIM技术在现有建筑中的应用。

关键词：三维激光扫描技术；BIM；数字化；点云；三维模型；三维激光扫描技术和BIM技术作为当今科技发展的产物，两者的结合应用推动了建筑行业数字化的发展。

以某地一座古代院落为研究对象，利用三维激光扫描技术进行整体建筑扫描，将得到的点云数据进行数据处理和转化，经绘制建筑特征线得到二维图纸资料，在此基础上建立完整的三维建筑模型，并与其他信息相融合，实现了已有建筑的数字化和信息化，对今后的建筑修缮、保护和使用提供了全面有效的信息。

研究表明:三维激光扫描技术与BIM技术的结合应用具有效率更高、精度更高、信息化程度更高的特点，对同类工程的应用提供参考价值，为未来的空间测绘、数字城市建设等方面提供了新方法。

一、三维激光扫描技术1.数据采集。

数据采集分为全站仪测量和激光扫描，前者用于布设控制网和测定靶标点坐标，后者用于采集点云数据和提取靶标坐标。

为得到全面准确的三维场景信息，首先要对目标进行勘测，确定各个扫描站点，制定合理的扫描方案。

选定测定点时要考虑尽量减少树木或其他无关物体的遮挡，减少不可视区，测定点不宜离待测建筑太远并且均匀分布。

2.数据处理。

首先对三维激光扫描仪得到不规则离散点进行拓扑关系的恢复，然后通过特征线的提取和模型建构来建立三维模型。

基于三维激光扫描技术的城市建筑物立面测绘数据采集方法摘要：建筑立面是建筑平行于其立面投影表面的正交投影。

精心设计的立面清楚地反映了建筑的外部特征，是城市规划变更和旧建筑外部装修重建等项目中建筑设计的重要基础。

传统的测量方法通常是通过对整个测站的极座标进行一次性测量，收集有关建筑所有标高的特征点的数据。

还必须使用皮革尺、温度计等工具手动测量局部区域。

存在时间长、成本高、效率低、精度高等缺点，无法保证，使得立面图非常困难。

虽然无人机空中侦察能够迅速获得建筑物的三维信息，但在数据收集、处理和准确性方面存在问题，难以保证准确性。

三维激光扫描技术是一种绘图技术，通过激光扫描获得大规模点云数据，也称为高清测量技术。

近年来技术迅速发展后，它越来越多地用于变形监测工程和文物保护等领域。

本文主要分析基于三维激光扫描技术的城市建筑物立面测绘数据采集方法。

关键词：维激光扫描技术；城市建筑物；建筑测绘；测绘数据采集引言3D激光扫描仪通过激光指示大量高密度点云和反射率信息，使您可以快速捕获3D点云数据，而无需接触测量的目标。

该软件允许快速提取工业化中点云的空间信息(如线、面、体等)，并恢复物理目标真实颜色的三维模型。

以3D点云资料为基础的建筑资讯萃取方法克服了传统视图表现法的缺点，可让您在具有不同规则和不规则建筑的复杂空间中快速编辑建筑量体，并提供更短的时间、数化、精确度、智慧等优势，以及更快速、更轻松地存取建筑视图的设计资料，并为规划城市、保护建筑等提供基础。

1、数据采集三维激光扫描建筑视图的标高数据主要通过控制测量、使用点云扫描捕获建筑视图以及必要时使用支持支架删除的工具进行捕获。

(1)控制建筑物标高的测量坐标系可以是单个建筑物的单独坐标系，也可以是一个区域中多个建筑物的统一坐标系。

沿x轴方向创建单独的坐标系，该坐标系与建筑的主视图平行。

这有助于后续点云投影。

透过从整个桩号装置或GPS撷取根点座标来出图根点。

您也可以先选取适当的自由竖框桩号，直到所有桩号均已扫瞄，然后收集每个竖框位置的座标。

三维激光扫描技术在地表测量中的应用徐志鹏，王晓亮（山东黄金集团蓬莱矿业有限公司，山东　烟台　２６５６１５）摘 要：三维激光扫描术也是实景模拟技术，是一种新型扫描手段同时是实现高效数据管理和提升测绘工作效率的技术手段，三维激光扫描技术具有误差小、测量范围广和获取信息全面成果明显等特点，在工程测量的广泛使用。

三维激光扫描技术是现行最先进的获取测绘数据的方式之一，实现对物体的快速扫描、数据上传和获取信息转换等三维数据，随着我国测绘技术的发展，地面三维激光扫描技术逐渐应用到工程建设中，三维激光扫描技术的应用是提高测绘工作效率的核心技术。

本文主要根据目前三维激光扫描技术的应用和测量步骤，探究在工程测量应用中的前景，为工程测量提供参考。

关键词：三维；激光扫描；地表测量；应用中图分类号：ＴＵ１９８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２２－０１４２－２Application of 3D Laser Scanning Technology in Surface SurveyXU Zhi-peng, WANG Xiao-liang（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｇｏｌｄ　Ｇｒｏｕｐ　Ｐｅｎｇｌａｉ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　Ｙａｎｔａｉ　２６５６１５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ａ　ｒｅａｌ－ｓｃｅｎｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ａ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｎｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｄａｔａ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ．　Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｓｍａｌｌ　ｅｒｒｏｒｓ，　ｗｉｄｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒａｎｇｅｓ　ａｎｄ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｏｂｔａｉｎｉｎｇ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．　Ｆｅａｔｕｒｅｓ，　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ．　Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ａｃｑｕｉｒｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｄａｔａ．　Ｉｔ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｒａｐｉｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｏｂｊｅｃｔｓ，　ｄａｔａ　ｕｐｌｏａｄｉｎｇ，　ａｎｄ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｄａｔａ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ．　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　Ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　３Ｄ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ　ｏｆ　３Ｄ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｘｐｌｏｒｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Keywords:　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ；　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ；　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｒｖｅｙ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ三维激光扫描技术是三维激光扫描技术的基础，从地形测绘、道路测量等方面的应用，三维激光扫描技术通过三维数据坐标实现全面扫描，同时满足地质测绘和工程测绘对数据精准度高的要求。

关于地面三维激光扫描在建筑物轮廓线的提取的应用摘要：三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。

它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

关键词：建筑测绘三维激光扫描一、工作原理：三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。

它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。

由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。

该技术在文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。

三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。

按照载体的不同，三维激光扫描系统又可分为机载、车载、地面和手持型几类。

[1]应用扫描技术来测量工件的尺寸及形状等原理来工作。

主要应用于逆向工程，负责曲面抄数，工件三维测量，针对现有三维实物（样品或模型）在没有技术文档的情况下，可快速测得物体的轮廓集合数据，并加以建构，编辑，修改生成通用输出格式的曲面数字化模型。

二、地面三维激光扫描技术现代测绘方法中用的较多的是近景摄影测量,其在古建筑测绘方面的运用已有较长历史。

它是摄影测量的一个分支,在近距离(一般指300m以内)拍摄目标图像,经过加工处理,确定目标大小、形状和几何位置的技术,主要用于古建筑和文物立面图、平面图、等值线图、影像图的测绘,以及古建筑物主要结构数据的测定。

与传统的建筑测绘方法相比,近景摄影测量的优点是运用摄影测量的原理获得建筑物的测量数据,无需与建筑物直接接触,可以减少对古建筑的伤害,保持建筑物的自然状态。

地面3维激光扫描技术建筑物特征线提取于海霞;吴侃;敖建锋;方茜【摘要】For extracting feature points and feature lines of the building, this paper adopted plain fitting algorithm and theoretically analyzed and experimentally proved it, then obtained feature points and feature lines of the building and constructed boundary frame of it eventually. The result demonstrated that, which is significant for building digital city, with processing of point cloud acquired by terrestrial laser scanning technique, boundaries of buildings can be extracted.%为了提取出地面建筑物的特征点与特征线,采用平面拟合算法提取特征点的方法,对算法进行了理论分析和实验验证,得到了建筑物的特征点与特征线,并构建出该建筑物的边界线框图.结果表明,利用地面3维激光扫描技术,扫描得到建筑物的点云数据,并对点云数据进行处理,最终能够提取出建筑物的边界线.这对数字城市建设具有重大的意义.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】4页(P553-556)【关键词】激光技术;边界线提取;平面拟合;点云数据【作者】于海霞;吴侃;敖建锋;方茜【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221008;江苏省资源环境信息工程重点实验室,徐州221008;中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221008;江苏省资源环境信息工程重点实验室,徐州221008;中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221008;江苏省资源环境信息工程重点实验室,徐州221008;中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221008;江苏省资源环境信息工程重点实验室,徐州221008【正文语种】中文【中图分类】P258近年来，3维激光扫描技术成为迅速发展的一项高新测量技术，该技术突破了传统的单点测量方法，能够快速地获取测量目标物表面的海量3维坐标数据［1］，由此，3维激光扫描技术为科学、准确地建立被扫描物体的数据模型提供了一种更加方便快捷的技术手段。

基于三维激光点云的地面提取
巫春涛;郑加富
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2024(47)5
【摘要】实现汽车无人驾驶技术的关键在于精准地提取地面信息,现阶段主要采用启发式算法和点云分割手段来实现地面提取。

为提升地面识别精度以及评估各类机器学习算法运用效率,本文使用了KNN、决策树以及支持向量机3种常见的机器学习分类方法对三维激光点云数据中的地面和非地面点进行识别分类。

实验采用包含多重地物特征标记的城市场景3D点云数据集VMR-Oakland-v2进行模型训练,并使用训练后的模型对实采三维点云数据进行分类验证,结果表明,KNN和决策树模型取得了较好的提取效果,从模型大小和训练时间上来看决策树模型占用空间较大,效率较低也取得了较好的分类精度。

【总页数】4页(P180-182)
【作者】巫春涛;郑加富
【作者单位】浙江省钱塘江管理局勘测设计院
【正文语种】中文
【中图分类】P25;TB22
【相关文献】
1.基于EPS 2008及地面三维激光扫描点云数据进行断面线提取
2.机载三维激光成像系统点云数据滤波与地面点提取算法研究
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准的三维建模方法4.无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法5.地面三维激光扫描建筑物点云特征线提取
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DOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.30.007基于地面三维激光扫描技术的复杂外型建筑物空间信息获取①张涛1，2（1.长春建筑学院;2.吉林建筑大学 吉林长春 130118）摘 要:地面三维激光扫描技术因其非接触式高精度海量地获取目标物的三维坐标点云数据，为复杂外型建筑物空间信息获取提供了新方法。

本文详细阐述利用地面三维激光扫描技术进行复杂外型建筑物空间信息获取的外业与内业流程及其关键技术。

关键词:地面三维激光扫描技术 点云数据 复杂外型建筑物中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)10(c)-0007-02多年以来，城市建筑物空间信息获取因其高度和建筑造型的三维复杂性，一直没有适用的快速测量工具和方法。

获取城市建筑物空间信息，采用传统的测绘方法，对于复杂外型的建筑物受到多种因素的限制，其完整性与准确性也存在一定的局限。

当前急需先进的、适用的测量设备和技术方法，降低人员的工作风险、加快作业速度，提高空间信息精度。

1 传统城市建筑物空间信息获取技术1.1 全站仪获取技术全站仪是现今较多使用的基本测绘仪器，它能够对一般建筑物进行距离测量和角度测量，从而获取建筑的空间坐标等信息，能够保证一定的测绘速度，测绘精度也高。

但对于高层特别是超高层建筑物，全站仪受城市空间地形的限制，多数不能瞄准到待测量点位，即使不断变换测量站点也很难瞄准到待测量点位，而且全站仪获取到的建筑物空间信息没有色彩纹理等建筑图像概念。

1.2 GNSS获取技术传统GNS S技术可以直接得到建筑物目标在大地坐标系中的位置，GNS S原理简单，操作方便，在高层建筑物变形监测中比传统测量方法优势显著。

GNSS测量对目标的形状、格局并没有特殊要求，尤其不怕树木的遮挡，适用于林木茂密地区，但其测量条件是人员可达，需要人员到达每一个点位进行“接触式”测量，速度慢，效率较低，信号容易受到遮挡，一般不用于室内。

如何利用激光扫描技术进行近地面建筑物测量与三维重建近年来，激光扫描技术在建筑领域中得到了广泛的应用，特别是在近地面建筑物测量与三维重建方面。

利用激光扫描技术，可以实现高精度、高效率的建筑物测量与三维模型重建，为建筑设计、施工及维护提供了有效的工具。

本文将介绍激光扫描技术的基本原理、测量方法和数据处理流程，并探讨其在近地面建筑物测量与三维重建中的应用前景。

一、激光扫描技术的基本原理激光扫描技术是一种非接触式的测量技术，它利用激光仪器发射脉冲激光束，并通过接收仪器记录激光束的反射时间和强度信息，从而获取被测物体的几何形状和空间位置。

其基本原理是根据光的传播速度和反射原理，通过测量激光束从发射到返回的时间差，计算得出物体的距离信息，从而实现对物体的测量。

二、激光扫描技术的测量方法激光扫描技术的测量方法主要包括激光测距技术和激光测角技术。

激光测距技术通过测量激光束从发射到返回的时间差来计算物体的距离信息，而激光测角技术则通过测量激光束的角度信息来确定物体的位置。

在近地面建筑物测量中，通常采用的是激光测距技术。

激光扫描仪将激光束以扫描模式投射到建筑物表面，通过不断改变激光束的方向，实现对建筑物表面各个点的测量。

同时，激光扫描仪还可以通过自身的全景旋转和下倾角度调整，实现对建筑物不同高度的测量。

通过将多个激光测距仪器同时应用，可以实现对建筑物的全方位测量，进而获得建筑物的三维信息。

三、激光扫描技术的数据处理流程激光扫描技术的数据处理分为数据采集、数据配准和数据建模三个步骤。

在数据采集阶段，激光扫描仪将建筑物表面的点云数据以数百万个点的形式记录下来。

这些数据包含了建筑物的几何形状和位置信息。

在数据配准阶段，需要将多次扫描获得的点云数据进行配准，即将不同扫描位置的点云数据进行重叠和融合，以获得一个完整的建筑物模型。

配准的方法有很多种，包括自动配准和手动配准两种。

自动配准通过算法来匹配和对齐点云数据，而手动配准则需要人工干预和调整。