建筑測繪地面激光掃描模式識別方法研究

熱汗古麗·買買提

【摘要】測繪法施工技術難度和復雜性專業性較高，而傳統測繪方法在實踐中人力資源和費用卻很高。全新的激光掃描技術可以有效測繪建筑綜合體，節約時間和人力成本。本文介紹激光掃描測繪技術可以有效地減少人工測繪建筑物造成的損失和破壞，同時在舊建筑物改造項目中發揮不可替代的作用。

【關鍵詞】建筑工程;測繪;激光掃描技術

隨著社會經濟的發展，傳統建筑的保護逐漸得到重視。我國傳統建筑的建設歷史悠久，缺陷是建筑數據極度缺乏。目前，在地面采用激光掃描來獲取三維信息，可以確定建筑結構的平面圖、三維平面圖和剖面圖，這在建筑制圖中具有重要意義。在利用地面激光掃描對建筑物進行測繪時，可以有效節省大量的人力，縮短建筑物的測繪時間，還可以大大提高測繪精度[1]。與西方國家相比，我國對建筑激光掃描制圖的研究起步晚于西方國家，但目前來看我國的發展較為迅速。與傳統的制圖和制圖工作相比，圖紙的質量、數據的準確性和工作效率都有了很大的提高。同時，由于激光掃描制圖方法的人員成本較低，制圖精度受人員工作狀態和操作能力的影響較小，所以在建筑領域有更廣泛的應用和發展前景。

1.地面激光掃描模式概述

1.1地面激光掃描模式識別技術原理

地面激光掃描激光技術、測量技術和數據收集的激光掃描技術可以精確衡量建筑物的地圖數據和技術圖紙。根據測繪工作的具體內容，可以得知在我國建筑領域的應用主要有兩種方法：第一，所有目標建筑物有關的數據收集是通過激光掃描裝置來規劃并建立起三維數據圖譜。第二是平整度和測繪所承認的半自動施工項目，同時對于一個基于激光點云在測繪工作本身而言，雖然前者可作為建筑制圖工作，但是從開發空間和應用前景的角度來看，后者仍然是建筑制圖工作發展的主要方向。

1.2建筑測繪過程中地面激光掃描模式識別方法分析

1.2.1地面激光掃描相關數據為基礎的平面圖、立體圖、剖面圖具體測繪掃描模式分析

地面激光掃描相關數據能滿足精密工程和建筑服務效率更高的要求，所以受到了現代產業的歡迎?，F代測繪技術的效率和精度測繪工作往往反映了實際價值高的特性和實地現狀，所以進行相應的圖形信息技術是必要的。從建筑制圖中獲得的平面圖、剖面圖和三維平面圖來看，對建筑工程的具體形態有直接而準確以及建筑工程的質量有積極的影響。制圖數據是工程圖紙的基礎，所以利用激光掃描技術獲取信息比傳統圖紙更準確，對施工更加具有重要意義。

1.2.2建筑工程剖面測繪、半自動型特異性識別方式探究

激光點云技術圖紙半自動地面激光具有三大功能以及相關的特征，開始可以通過激光點云技術完成對目標建筑的正射深度的影像生成工作，在其之后還可以通過對應的配套技術手段從正射深度影響地圖繪制及所需要的圖紙，最后通過突出的特征的方式從而更加精確而高效地完成平面圖、剖面圖以及立體圖等工程圖紙的繪制工作，從而完成工程圖紙的半自動化測繪任務以及進一步降低了人類和測繪工作中人們所犯的錯誤，并為有效的制圖工作增強堅實的技術基礎[2]。

2.激光掃描技術的建筑工程測繪方法原理分析

激光掃描的基本原則首先是通過激光掃描儀搞好測繪目標并獲取數據，根據數據來繪制工程圖紙的激光掃描技術，所以具有低發生率的數據相比差距相對較小，同時測繪制圖使用強度和效率有了明顯的改善，所以線性特征是利用激光掃描制圖繪制建筑平面圖、立面和剖面的基本幾何要素。

2.1地面激光識別的具體方法

分析地面激光識別方法的原則，并利用激光掃描方式的特點結合主樓正面投影，即正面投影幾何圖形圓柱形、球形等，可以探索大樓的實際形狀，并通過激光識別方法的原理再進行身份查驗。具體實施過程：虛擬實踐計劃的基礎上，通過運用正面投影的方法，正確處理虛擬點云數據使其在一個平面上進行分配，根據掃描然后利用點到平面的距離間隔掃描對應的深度進行投影。通過對圖像的分析，可以獲得匯總的數據，并研究幾何類型和空間位置，從而獲得立面平面圖、建筑平面圖和剖面圖。對住宅建筑的特征進行合理的建模，糾正不準確的地方，以便從幾何的線性特征中得到了真實的建筑模型。

2.2地面激光掃描點云數據的處理方式

2.2.1三維網格的應用

應用三維網格技術在點云數據在處理時被用作最簡單的方法，因為這是一種數據結構，可以將掃描的數據空間劃分為采樣間隔。掃描點的網格盡可能完整，可以避免數據分析中數據遺漏造成的錯誤。其次由于網格有一個屬性值，通過對地面激光掃描進行過濾處理，可以決定是否使用該屬性值。網格細胞的三維網格的很大一部分是和，在二進制的作用下，可以確定單元狀態掃描點的狀態，同時所使用的標準是掃描點時，即選擇的顯示狀態是1或0[3]。

2.2.2 k-d軸的應用

在實踐中，因為在地面激光的使用，所以在地面激光中掃描點是普遍存在的，因此簡單的數據處理方式將不再適用。目前，k-d樹方法主要用于處理大量數據，可以對數億個掃描點進行科學研究。采用二分搜索樹k軸數據研究中并發揮積極作用，但是作為數據結構，可以輕松打破平衡的插入和刪除數據時需要謹慎處理的數據是很高的。

3.建筑工程測繪過程中地面激光掃描模式

綜合分析激光掃描的結果，一個理想的激光掃描，既可以構建起合理的施工場景三維數據的步驟，又可以通過結合工作誤差分析和其他計算來提高建筑物制圖的效率。大量的實踐經驗和科學研究表明，激光地面掃描在建筑制圖中仍然存在一些困難。由于操作人員在使用機器時難以與機器同步，他們無法很好地記錄和識別點云的性能，這是建筑制圖的一個主要缺點。針對此缺點，為了提高激光掃描的使用性能，可通過引入精確的目標位置和相應的多站點云模型，改變點云記錄方法。為了提高云的識別能力，也可以使用彩色點云分割技術對云進行顏色分類[4]。這有助于從建筑的三個角度概述地圖的效果。角度映射技術可獲得迅速和精確的三維數據，在每個單位的建設目標都應必須制定戰略，具體措施是根據目標建筑實體的特性和測量環境的同時，兼顧排除環境干擾和掃描時可能發生的誤差的測量技術，提高建筑制圖工作的整體精度和質量。

綜上所述，基于激光掃描技術的建筑制圖方法在實際應用中存在一些技術困難。上述所有問題，在目標定位系統和手機錄音技術基于云的進程，應當添加測繪技術來改善制度和工作流程，從而降低整體融資成本工作時間，優化技術流程，確保激光掃描建筑制圖方法保持高效。

4.地面激光的其他建筑測繪技術

4.1地面激光掃描的射線熒光技術

除了建筑測繪用激光點云的方法，新型激光掃描無圖紙測繪立體建筑平面圖和剖面圖還有一種方法是熒光技術，其主要用于測繪工程。由于熒光技術精度高，地下結構識別能力強，復雜地層數據精度高。

4.2遙感地質勘探技術

建筑制圖通常輔以地形分析，以確保建筑基礎活動可以得到鞏固，從而可以利用遙感地質勘探的遙感的功能來獲取相關信息。但是由于影響信息處理的因素有很多，所以圖像顯示的低分辨率要求在使用計算機將數據與圖像聯系起來，將高清圖像分離開來。一旦圖像的感官效果可用，建立一個建筑的心理模型是有用的，這將減少制圖時的勞動力成本。

5.結束語

建筑工程中的激光掃描制圖技術可以有效地解決傳統制圖方法的許多缺點。實踐證明，該制圖方法在施工制圖工作中取得了良好的效果，大大提高了制圖的效率，但維修工程及環境要求基于空間數據結構無法映射地面三維激光掃描技術架構的準確性，從而使目前的建筑還取得了一些進展[5]。由于地面激光掃描，我國許多傳統建筑已經有了數字化的材料，這大大促進了傳統建筑的保護。為了減少工作人員的人員配置以及更好地提高機器的工作效率并使其減少制圖誤差，本文還闡述了點云方法的工作原理及其性能，論述了數據處理的主要方法。

參考文獻

[1]王慶棟.基于語義建模框架的機載LiDAR點云建筑物三維重建技術研究[D].武漢：武漢大學，2019.

[2]劉瑩.面向建筑測繪的地面激光掃描模式識別方法探討[J].建材與裝飾，2018（1）：227-228.

[3]楊娜.基于分割的機載LiDAR點云數據分類及建筑物重建技術研究[D].鄭州：解放軍信息工程大學，2018.

[4]謝洪.基于地面三維激光掃描技術的海量點云模型重建關鍵算法研究[D].武漢：武漢大學，2013.

[5]秀軍.三維激光掃描技術及其工程應用研究[D].成都：成都理工大學，2017.

（作者單位：新疆交通職業技術學院）

【中圖分類號】TU198

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）10-0108-02