淺談Leica 3D Disto在建筑物立面測量上的應(yīng)用

周煥童，王 鑫，張希波，丁國鑫

(徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司，北京100020)

在與建筑物立面平行的投影面上所作的建筑物正投影圖，稱為建筑物立面圖。測繪項目中經(jīng)常需要對建筑物的立面進(jìn)行測繪，并繪制立面圖。但常用的成圖軟件大多是對地物地貌進(jìn)行水平投影，無法直接用于立面圖繪制。而建筑物立面是市容環(huán)境的重要表象，市容環(huán)境又是城市形象和品質(zhì)的綜合體現(xiàn)。近幾年，許多城市都扎實地組織實施了建筑立面整治行動。立面整治首先要測量出建筑物的立面圖，建筑物立面圖是市容環(huán)境改造和建筑物改(擴(kuò))建工程設(shè)計和施工的依據(jù)。

1 常規(guī)立面測量措施

目前，測量建筑物立面圖的主要技術(shù)方法為三維激光掃描測量技術(shù)和全站儀測記法。通過三維激光掃描可以直接將建筑物立面上的實景三維數(shù)據(jù)完整地采集輸入到電腦中，然后進(jìn)行三維實體建模，同時，將采集的三維激光點云數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。但三維激光掃描儀價格昂貴，后處理軟件操作也需要進(jìn)行專門的培訓(xùn)，對于大多數(shù)測量人員來說掌握三維激光掃描技術(shù)和處理方法還很困難。全站儀測記法主要是通過全站儀進(jìn)行測量采集立面上某些特征點的三維坐標(biāo)，即北坐標(biāo)、東坐標(biāo)、高程。這些點的坐標(biāo)都是平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，都存在于全站儀的數(shù)據(jù)文件中，內(nèi)業(yè)處理時首先將這些點的坐標(biāo)文件導(dǎo)入計算機(jī)中，再通過編程方法對測量的坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成立面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，同時將坐標(biāo)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成繪圖軟件所要求的格式；然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入測繪軟件中，通過連線處理即可實現(xiàn)立面圖的繪制。該方法需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，對測量人員要求較高，且若使用棱鏡模式進(jìn)行測量，立面上某些特征點棱鏡很難架設(shè)，致使很難完成立面圖的測繪。

2 利用3D Disto進(jìn)行立面測量簡介

通過Leica 3D Disto進(jìn)行建筑物立面圖的構(gòu)建，操作方法簡單便捷，通過儀器發(fā)出的激光點來瞄準(zhǔn)立面上的特征點進(jìn)行測量，所測數(shù)據(jù)在Leica 3D Disto立面測量軟件上可實時顯示(二維或三維形式)，并且測得數(shù)據(jù)直接可以在CAD上編輯，操作簡單。

3 儀器介紹

Leica 3D Disto可在±3°范圍內(nèi)自動整平，IP54級防塵防水，水平與豎直方向雙馬達(dá)驅(qū)動。此外，搭配8倍數(shù)碼變焦攝像頭，可以利用攝像頭更方便地尋找測量目標(biāo)。3D Disto采用安全的二級激光，測距精度可達(dá)1 mm，最大測量范圍為50 m，儀器小巧，測角精度為5″。如圖1所示。

圖1 設(shè)備圖片

4 操作流程

(1) 架設(shè)儀器：在所需測量建筑物前選擇合適位置架設(shè)儀器。如圖2所示。

圖2 測量現(xiàn)場

(2) 通信連接：先打開Leica 3D Disto自帶的測量軟件，可通過無線網(wǎng)絡(luò)或線纜將儀器與電腦取得連接；再打開Leica 3D Disto立面測量軟件，選擇軟件上自帶的連接儀器功能，選擇合適的端口號與儀器取得連接。如圖3所示。

圖3 儀器連接

(3) 立面控制點測量：點擊立面控制點按鈕，通過3D Disto發(fā)出的紅色激光點或攝像頭來瞄準(zhǔn)所要選取的立面控制點，依次測量3個立面控制點從而確定投影立面。

(4) 立面碎部點的測量：通過快速立面程序上的測量單點、測量矩形對角點、測量多邊形、測量多線段的功能，利用軟件控制3D Disto，根據(jù)現(xiàn)場情況，依次瞄準(zhǔn)所要測量的點，從而完成整個立面圖的測量。

(5) 數(shù)據(jù)查詢：打開“視圖”主菜單下面的“查看測量數(shù)據(jù)”選項，可以查看每個點位投影在立面中的坐標(biāo)、三維坐標(biāo)、點類型等信息，同時可以刪除無效點。打開“視圖”主菜單下的“查詢單點”或“查詢兩點間距離”選項，可以在狀態(tài)欄看到兩點之間的高差、平距、三維距離、立面距離等信息。如圖4、圖5所示。

圖4 數(shù)據(jù)查詢

圖5 測量數(shù)據(jù)截圖

(6)數(shù)據(jù)輸入輸出：選擇“文件”主菜單下的“輸入數(shù)據(jù)”或“輸出數(shù)據(jù)”選項，可以實現(xiàn)導(dǎo)入測量數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)等功能；該系統(tǒng)可輸出兩種數(shù)據(jù)格式：QPF和DXF。QPF數(shù)據(jù)可以在立面測量軟件中打開，DXF可以直接在CAD中打開，數(shù)據(jù)輸出時建議兩種數(shù)據(jù)格式都輸出。如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)輸入輸出

5 主要功能及特點

(1) 二維和三維顯示：3D Disto獲得的測量數(shù)據(jù)可以二維或三維方式進(jìn)行顯示，隨時掌握測量進(jìn)度。

(2) 單人即可完成所有的測量工作，節(jié)省人力成本，大幅度提高作業(yè)效率。

(3) 測量數(shù)據(jù)直接輸出為CAD圖形，測量成果用戶可以直接在CAD上進(jìn)行二次處理和編輯。如圖7—圖9所示。

圖7 測量數(shù)據(jù)截圖

圖8 導(dǎo)出的立面圖

圖9 修改后的立面圖

6 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，測繪工作的范圍也在不斷變化，目前建筑物立面測量在許多行業(yè)都有很大的需求，本文重點闡述了利用Leica 3D Disto進(jìn)行立面測量的作業(yè)流程。相信在不久的將來，該技術(shù)會更加廣泛地應(yīng)用于實際工作中，從而保證立面測繪工作的順利完成。

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