三维激光扫描和无人机倾斜摄影在野多测合一冶中的融合应用.pdf

浙江测绘 2023 年第 4 期技术交流ZHEJIANGCEHUI三维激光扫描和无人机倾斜摄影在野多测合一冶中的融合应用金佳栋1袁 仪然2渊1.宁波市镇海规划勘测设计研究院袁宁波315200曰2.宁波弘泰水利信息科技有限公司袁宁波315000冤摘要院 多测合一的逐步推进袁对测绘数据采集尧产品生产提出了全新的要求遥 本文以宁波市多测合一要求为例袁介绍了三维激光扫描1尧无人机倾斜摄影2等测绘新技术在多测合一项目各环节中的应用袁通过借助测绘新技术在可靠性尧现势性尧全面性等方面的优势袁形成一套全新的多测合一作业模式袁并全方位评定了各数据精度遥关键词院 多测合一曰 三维激光扫描曰 无人机倾斜摄影1 前言自2018年5月国务院办公厅印发 叶关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知曳以来袁各省市对涉审项目逐步推进多测合一袁通过将规划竣工尧房产实测尧用地复核尧人防核实尧绿地复核尧管线测量等多项测绘业务3进行整合袁归口成果管理袁以期达到野一次委托尧统一测绘尧成果共享冶的目的4遥 要实现建设工程审批阶段的野统一测绘冶袁传统测绘方式采集缓慢尧数据单一尧受施工环境干扰影响大等特点更加凸显遥近年来袁三维激光扫描以及无人机倾斜摄影等新技术的迅速发展袁为多测合一作业模式的优化提供了新的思路遥 相较于传统测绘方式袁新技术具有以下特点院渊1冤三维激光扫描院通过一次性获取复杂场景的点云数据袁大大缩短了外业时间袁具有扫描速度快尧采集精度高尧采集数据全面等特点5袁可满足一类地物测图精度要求袁但易受施工环境及地物遮挡等的影响曰渊2冤无人机倾斜摄影院从空中快速获取测区影像袁通过专业软件处理得到三维模型袁具有采集数据全面尧可视化效果明显尧采集视野优秀等特点6袁可满足二尧三类地物测图精度袁但较难达到一类地物精度要求遥将上述测绘新技术融入到多测合一作业过程中袁高效集中地采集底座数据袁并将此整合发散到多测合一各分块袁 不仅能解放测绘外业袁将生产精力集中到更加可控的内业袁 提高测绘效率袁还能更加全面地获取测区信息袁增加成果表现形式袁提升服务多样性7遥2 多测合一新技术融合2.1 多测合一关键生产节点多测合一数据采集伴随着项目的整个施工过程袁利用新技术采集高效尧全面尧准确的特点袁通过与施工现场及时有效地沟通袁将测绘数据采集时机精准定位到具体施工节点袁避免重复进场施测遥根据施工进度以及现场条件袁总结有以下三个关键节点院渊1冤建筑主体完工院该阶段袁建筑主体及内部抹灰等完成施工袁且施工现场已完成地下室顶板回填袁具备地面站点采集条件遥 与此同时袁该阶段地面绿化施工还未开始袁现场视野开阔遥渊2冤地下室装修完工院该阶段袁地下室完成基本装修袁现场墙面尧地下车位线已经涂绘完成袁地下室建筑材料基本清理完毕袁 照明设备也已安装遥 可进行地下空间尺寸尧地下室范围线边界尧地下车位等的数据采集遥31窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期形要素绘制袁两者结合生成野更新地形图冶袁详见图3遥上述更新地形图可直接用于规划竣工尺寸校核袁 点云及倾斜摄影模型可用于建筑高度校核遥根据地方管理部门要求袁房产实测包括建筑面积以及车位实测遥渊1冤通过手持式三维激光扫描仪Geoslam9及专业软件Geoslam Hub进行数据处理袁获取野建筑内部尺寸冶袁将其与对应建筑施工图套合袁得到建筑内部各现状功能区与设计尺寸之间的差异袁详见下图4遥技术交流ZHEJIANGCEHUI渊3冤地面绿化尧地形完工院该阶段袁已完成地面绿化种植尧内部道路铺装尧管线井盖以及各附属设施的安装等遥2.2 新技术数据采集流程根据施工关键节点及多测合一各分项内容对数据采集的需求袁 制定测绘新技术介入时机袁以得到相对应的测绘初级成果遥渊1冤在建筑主体完工阶段袁利用架站式三维激光扫描仪高精度采集的特点袁获取建筑外轮廓及立面数据渊满足一类地物测图精度要求冤曰利用手持式三维激光扫描仪轻便灵活的特点袁获取建筑内部尺寸渊满足边长测距精度要求冤遥渊2冤在地下室装修完工阶段袁利用手持式三维激光扫描仪轻便灵活尧 可真彩色采集等的特点袁获取地下空间尺寸尧地下室范围线边界尧地下车位等数据渊满足边长测距精度要求冤遥渊3冤在地面绿化尧地形完工阶段袁利用无人机采集数据全面尧视野优秀等的特点袁获取地形数据渊满足二尧三类地物测图精度要求冤袁利用手持式三维激光扫描仪轻便灵活的特点袁获取乔木冠幅尧胸径等数据遥采集流程见下图1遥3 案例应用下图1中获取的 野建筑平面冶尧野建筑内部尺寸冶尧野地下室车位冶尧野地下室边界冶尧野地形数据冶尧野乔木信息冶等底层数据袁经过加工后袁可直接用于多测合一各分项产品生产遥下面将以宁波市镇海区某新建小区多测合一项目为例进行测绘新技术融合下的各项成果生产展示遥3.1 多测合一各分项生产通过架站式三维激光扫描仪Trimble X128获取的 野建筑平面冶袁 与无人机倾斜摄影 渊大疆m300采集尧ContextCapture建模冤获取的野地形数据冶结合袁生成测区更新地形图遥渊1冤图2为使用点云处理软件Trimble Real-Works完成扫描仪点云拼接遥渊2冤使用绘图软件iData袁根据点云进行建筑平面绘制袁根据无人机倾斜摄影模型进行现状地图 1 多测合一新技术数据采集流程图32窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期野建筑内部尺寸冶及差异情况可直接用于房产测绘与规划竣工测绘的建筑面积计算遥渊2冤从3.1.1中生成的野更新地形图冶中获取地上车位数据遥渊3冤通过手持式三维激光扫描仪Geoslam及专业软件的数据处理袁得到野地下室车位冶数据袁详见图5遥渊1冤3.1.1中生成的野更新地形图冶可直接用做用地复核报告地图曰渊2冤使用手持式三维激光扫描仪Geoslam袁经专业软件数据处理得到野地下室边界冶袁结合施工图信息及现场实际情况袁可得到地下宗及地下人防成果袁详见图6遥图 6 地下室边界及地下人防点云成果图根据地方政策要求袁多测合一绿地报告需计算野绿地率冶及野乔灌比冶遥渊1冤野绿地率冶院由野更新地形图冶中绿化边界及相应规范要求计算得到曰渊2冤野乔灌比冶院 使用手持式三维激光扫描仪Geoslam袁经专业软件拼接袁通过点云切片获取乔木平面位置及胸径袁再根据树种袁反算获得冠幅及投影面积遥3.1.1中生成的野更新地形图冶可直接作为管线报告底图袁其中的管点平面及属性信息均可被直接使用遥3.2 精度评定根据叶建筑工程建筑面积计算和竣工综合测量技术规程曳DB33/T 1152-2018对多测合一项目地物点以及房屋边长测量精度的要求院一类地物相对临近图根点的点位及间距中误差为5.0cm袁二类地物为7.5cm袁 三类地物点位中误差为技术交流ZHEJIANGCEHUI图 2 扫描仪点云拼接成果图图 3 建筑平面及现状地形绘制成果图图 4 点云与施工图内部尺寸对比图渊部分冤图 5 地下室车位点云成果图渊部分冤33窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期技术交流ZHEJIANGCEHUI25.0cm尧间距中误差为20.0cm曰高程测量中误差为5.0cm曰 一般房屋边长测量中误差为渊1.4+0.07D冤cm袁其中D为边长袁当D10m时袁以10m计遥对架站式三维激光扫描仪采集的建筑角点平面坐标及建筑边长渊一类地物冤进行精度校核袁详见表1尧2院表 1 架站式三维激光扫描仪精度统计表渊以 2#尧9#楼为例冤建筑角点编号点云采集坐标全站仪检测坐标点位较差渊cm冤点位中误差渊cm冤点云采集长度渊m冤全站仪检测长度渊m冤边长较差渊cm冤边长中误差渊cm冤X1渊m冤X2渊m冤Y1渊m冤Y2渊m冤2-1*623.823*623.8111.81.92.1*121.080*121.0672-2*633.105*633.1192.1*127.861*127.87763.52863.5200.92-3*595.619*595.6341.6*179.151*179.15711.50411.522-1.82-4*586.334*586.3202.1*172.359*172.374/9-1*715.746*715.7571.1*291.380*291.38210.54910.5381.19-2*723.580*723.5632.4*298.444*298.46144.44544.4252.09-3*697.335*697.3390.8*334.313*334.3209-4*688.215*688.1982.5*329.010*329.02911.49511.533-3.810.55010.562-1.2对无人机倾斜摄影采集的地物点及要素高程渊二尧三类地物冤进行精度校核袁详见表2尧3院表 2 无人机倾斜摄影地物点精度统计表要素类型倾斜模型采集坐标全站仪检测坐标点位较差渊cm冤点位中误差渊cm冤X1渊m冤X2渊m冤5.1Y1渊m冤Y2渊m冤道路拐角*622.228*622.2655.2*227.656*227.619道路拐角*777.778*777.7995.1*249.084*249.038围墙拐角*665.121*665.0953.5*139.644*139.620路灯*672.149*672.1125.9*231.313*231.359监控*733.357*733.3145.6*302.948*302.98434窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期技术交流ZHEJIANGCEHUI表 3 无人机倾斜摄影高程精度统计表要素类型倾斜模型采集高程渊m冤全站仪检测高程渊m冤高程较差渊cm冤高程中误差渊cm冤地面高程3.653.6322.5地面高程3.783.7532#楼最高点36.9736.9529#楼最高点38.5938.5722#楼上檐口32.9232.8939#楼上檐口34.4334.403对手持式三维激光扫描仪获取的建筑内部尺寸进行精度校核渊墙内-墙内冤袁详见表4院表 4 手持式三维激光扫描仪内部尺寸精度统计表渊以 2#楼功能区为例冤内部尺寸类型点云采集尺寸渊m冤测距仪检测尺寸渊m冤尺寸较差渊cm冤尺寸中误差渊cm冤商业 19.959.96-10.8商业 23.583.580居家养老 37.387.39-1居家养老 45.325.311公厕 57.107.100公厕 66.496.481上述表格各检测较差均在误差范围内袁由此可认为测绘新技术融合下的新作业模式袁各项精度完全能满足多测合一生产需求遥3.3 效率评定对传统测绘模式与新技术融合应用模式的生产效率进行对比评定渊以野人工天冶为单位袁即一人工作一天的投入冤袁详见表5遥表 5 生产效率评定表渊以生产更新地形图为例冤生产模式外业所需投入渊人工天冤内业所需投入渊人工天冤总计渊人工天冤内容投入内容人工天27传统测绘模式控制测量1 人*1 天建筑平面绘制1 人*2 天建筑平面测绘2 人*5 天地形测绘2 人*5 天地形绘制1 人*2 天补测2 人*1 天汇总23汇总4新技术融合应用模式控制测量1 人*1 天数据处理1 人*1 天16三维激光扫描2 人*2 天建筑平面绘制1 人*5 天无人机倾斜摄影1 人*1 天地形绘制1 人*4 天汇总6汇总10渊下转第30页冤35窑窑浙江测绘 2023 年第 4 期由上可知袁新技术融合下的生产模式袁在生产更新地形图过程中袁 外业时间减少70%以上袁这有利于更好地规避外业作业的风险曰 与此同时袁整体效率可提升40%袁能够为多测合一各方提供更好的服务与支持遥4 结束语本文对三维激光扫描和无人机倾斜摄影在多测合一中的融合应用进行了实例分析袁展示了这两项新技术在实际项目中的优势及应用效果遥在多测合一政策逐渐推行的当下袁为其野一次委托尧统一测绘尧成果共享冶提供了有利的保障遥未来袁随着技术的不断发展袁多测合一作业模式将更加成熟袁同时也能为测绘行业提供更多创新和发展的机遇遥参考文献院1 朱龙军袁周隽.三维激光扫描仪在建筑规划验收中的应用J.城市勘测袁2021渊2冤院127-1312 许新海.无人机倾斜摄影测量技术在规划竣工测量中的应用J.城市勘测袁2018渊2冤院99-1013 吕树春.无人机倾斜摄影测量在多测合一中的应用研究J.测绘与空间地理信息袁2022袁45渊S1冤院249-2514 王化娟.野一次委托尧统一测绘尧成果共享冶服务模式研究J.城市勘测袁2019渊4冤院88-915 曹宁,秘桐,于茜,等.浅析竣工测绘中三维扫描一体化技术方案J.北京测绘袁2023袁37渊1冤院055-0606 周林衡.无人机倾斜摄影测量技术在房地一体测绘中的应用研究J.测绘与空间地理信息袁2022袁45渊9冤院245-2477 金雯袁董治方.新型测绘技术在上海花博园野多测合一冶测量中的应用J.测绘通报袁2022渊S2冤院322-3268 余章蓉袁王友昆袁潘俊华袁等Trimble X7 三维激光扫描仪在建筑工程竣工测量中的应用J.测绘通报袁2021渊4冤院160-163.9 周敏袁陈坤.GeoSLAM 三维激光扫描仪在房产测量中的应用J.信息与电脑袁2022渊4冤院36-38作者简介院金佳栋渊1992-冤袁男袁浙江绍兴人袁工程师袁注册测绘师袁本科袁主要从事测绘工程相关技术应用与研究遥Email院遥实现100%自动化数据处理袁 数据匹配度有可提升空间袁需要进一步完善分词尧匹配算法袁改进治理流程袁提高匹配度袁减少人工干预遥 通过衢州市柯城区不动产登记地址数据的标准化治理袁为全省不动产和标准地址的协同应用提供了衢州的样本和经验袁完善了不动产智治应用袁缩短了百姓办事时间袁成功走出了地址与冶人房企事物冶关联的重要第一步袁对推动全省空间治理现代化具有重要意义遥参考文献院1 贾文珏袁谈夭林袁张菲菲袁等.国产化环境下全国不动产登记数据库集群架构设计及应用J/OL.自然资源信息化袁2023-3-262 李东阳袁方俊杰袁许大璐.GIS 技术支持下的多部门地名地址业务协同研究与实现J.测绘通报袁2016渊10冤院121-124.3 张哲袁刘云鹤袁王乃生.Elasticsearch 分布式搜索引擎在地名地址检索中的应用J.测绘与空间地理信息袁2020袁43渊01冤院184-187.4 张剑袁叶远智袁翁宝凤.面向智慧城市的高精度地名地址匹配方法J.测绘与空间地理信息袁2019袁42渊11冤院166-169.5 戴煜炜袁丁宗玮袁郭睿袁等.多源地名地址数据治理技术的研究与实现J.测绘与空间地理信息袁2023袁46渊04冤院189-192.6 武文娇袁赵尚民袁何维灿.FME 在不动产数据库转换中的应用J.地理空间信息袁2023袁21渊07冤院109-111+116.7 孙源.基于 Woed2Vec 的 SCI 地址字段数据清洗方法研究J.情报杂志袁2019袁38渊02冤院195-200作者简介院尹勤琦(1993-)袁女袁浙江衢州人袁助理工程师袁本科袁从事自然资源数据及地理信息工作遥Email院遥技术交流ZHEJIANGCEHUI渊上接第35页冤30窑窑