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HS系列三维激光扫描仪在城市小范围地形测绘中的应用(三)

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:海达数云
  • 发布时间:2017-07-14 15:09
  • 访问量:
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【概要描述】HS系列三维激光扫描仪在城市小范围地形测绘中的应用,要求靶纸清晰,无严重磨损,与墙面面颜色反差较大,便于识别,要求特征点、靶纸均匀分布在整个测区。

HS系列三维激光扫描仪在城市小范围地形测绘中的应用(三)

【概要描述】HS系列三维激光扫描仪在城市小范围地形测绘中的应用,要求靶纸清晰,无严重磨损,与墙面面颜色反差较大,便于识别,要求特征点、靶纸均匀分布在整个测区。

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  • 作者:海达数云
  • 发布时间:2017-07-14 15:09
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  一、项目需求

  实施单位:武汉海达数云技术有限公司

  项目单位:广东国土测绘院现场踏勘

  测试区域:广州市天河区广州大道北五仙桥28号

  项目要求:

  1.采集测绘院特征点坐标,要求特征点要固定,至少有三个面确定一个点

  2.特征点周围不能有车辆、树木等,以防被严重遮挡,无法采集到有效数据

  3.要求靶纸清晰,无严重磨损,与墙面面颜色反差较大,便于识别

  4.要求特征点、靶纸均匀分布在整个测区

  坐标系选择:坐标系采用WGS84,控制点坐标为经纬度坐标。

  硬件设备:

  1.HS650三维激光测量系统一套

  2.全站仪一套

  配套软件:

  1.HD_3LS_SCENE软件

  2.HD PtVector软件

  图1:采集区域图

  二、HS系列高精度三维激光扫描仪

  HS系列高精度三维激光扫描仪是武汉海达数云技术有限公司完全自主研发的脉冲式、全波形、高精度、高频率三维激光扫描仪,配套武汉海达数云技术有限公司自主研发的全业务流程三维激光点云处理系列软件,具备测量精度高、点云处理效率高、成果应用多样化等特点,广泛应用于数字文化遗产、数字城市、地形测绘、形变监测、数字工厂、隧道工程、建筑BIM等领域。

  图2:HS系列高精度三维激光扫描仪

  三、精度验证方案

  (一)精度验证比对方法

  以全站仪实测坐标为基准,与三维激光扫描系统获取的激光点云中提取的坐标比对,统计其精度。

  (二)精度验证测试实施

  1.测试人员

  测试人员共4人,分别为工测队、海达数云各2人。

  2.查勘待测地段

  根据测试场地的要求,进行现场踏勘。本次踏勘范围为广州市天河区广州大道北五仙桥28号。

  3.测站架设地点

  本次测试的范围为整个测绘院。该区域楼房过密,树木过高,影响部分点云质量,增大外业工作量。

  图3:基站架设位置选取

  四、外业数据采集

  (一)点云采集

  采集1号站和2号站的点云数据,为了将两站点云数据拼接在一起,要求两个测站之间至少要有四个同名点。为了使靶纸在点云上判读起来更清晰要控制在25M以内。根据现场反射材质设置,扫描头旋转频率300KHz,垂直分辨率为:0.0001°、水平分辨率为:0.0001°。

  (二)标线特征点坐标采集

  用全站仪打点,采集特征点,要求是便于识别的建筑物的顶点或靶纸中心点。

  图4:靶纸点采集

  (三)精度分析与对比

  1.坐标提取

  在HD_3LS_SCENE海达三维激光点云处理软件中,提取相应特征点的坐标,将全站仪坐标和点云坐标录入Excel对比分析xyz方向差值及三维距离,并分析均方差。

  图5:现场灰度图

  图6:现场点云图

  图7:全站仪测点与点云叠加

  2.绘制地形图

  在HD PtVector软件中绘制整个测绘院的地形图,并量测对应两点间距对比点云间距,判定精度。

  图8:在点云中绘制地1:500形图

  图9:在点云中测距示意图

  图10:在点云中测距示意图

  图11:在CAD中测距示意图

  3.精度对比

  由上图可知,院部大楼的宽度(靠篮球场一侧)在点云中的距离为7.9267m,在CAD中量测1:500地形图中量测的距离为7.9167m。两者的差距为1cm完全满足精度要求。

  依据点云绘制地形图时存在的误差主要来自以下几个方面:

  拼站误差:扫描整个测绘院时不可能一站就能扫描完所以必须拼站。要考虑到测站之间要通视、至少需要四个同名点均匀的分布在整个测区,所以无法避免该误差。

  选点误差:不同的内业人员在依据点云解译地物时会有不同的判断,但通过点云放大镜后不会差别很大,客观真实的反映该项误差很有必要。

  选择误差:在绘制CAD地形图时量测两点之间的距离和在点云中选择点间距也会有差异,所以也无法避免。

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