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【技术】无人机航测和三维激光扫描在老旧厂区改造项目中的应用

tchh-ldc 测绘之家 2022-07-17


 前 言

随着社会需求的不断变化,经济产业也要跟着不断转型升级,国家对于环境越来越重视,导致很多工厂的倒闭和关停,从而导致大量的厂房废弃和闲置。如何利用好这些闲置的厂房,盘活这些闲置资产,发挥这些厂房应有的价值,也是当今一个重大的课题。


老旧厂房的改造,首先要有厂区的地形图,厂房的平面图和立面图,这样设计人员才能根据厂区目前现状进行设计和改造。老旧厂区,由于时间久远,很多都没有电子图纸,另外厂区这么多年也会有很多改动,所以需要对厂区现状进行测绘,才能进行厂区的改造。使用传统测绘方式:外业全站仪打点+人工绘制草图,内业展点,根据草图绘制电子图纸,效率很低,也容易出错和漏测。这些年,随着无人机航测和三维扫描仪技术的发展,全要素获取地物数据,海量的点云数据,使得在传统测绘中遇到的难题,都可以迎刃而解。




01老旧厂区改造测绘项目内容


1.1 老旧厂区改造所需测绘成果


  • 整个厂区1:500地形图;

  • 厂区内建筑物内外平面图;

  • 厂区建筑物外立面图;


1.2  厂区外业测绘流程


利用GNSS RTK和全站仪对整个厂区做好控制点(控制点分布和精度)



最外圈紫色线是该项目厂区围墙,红色点为RTK做的控制点,有些显示在厂房里的点,是用全站仪在厂房内部做的控制点,为三维扫描仪拼站,赋予绝对坐标使用。这样可以把无人机航测和三维扫描仪扫描数据结合到一起使用。


控制点决定了整个测绘项目的精度,所以要遵循测绘规范,做好一定的冗余量,留一定数量的检查点,尽可能减少人为误差。譬如RTK做像控点,使用对中杆支架或三脚架,避免人为扶杆。同一个控制点,测量三次,平面误差范围控制在0.01m,高程控制在0.02m。如果误差超限,选择重新测量。



使用无人机搭载正射相机对整个厂区进行DOM和DSM数据的采集



使用大疆M300无人机搭载五镜头相机对整个厂区进行三维模型数据的采集



备注:

  1. 使用谷歌,GobalMapper,奥维等软件,把所需航测的厂区制作成KML文件,根据需要,对测量区域进行适当外扩,导入到无人机遥控器中;

  2. 根据航测成果的不同和对GSD精度的要求,设置无人机飞行速度,航高,航向和旁向重叠率等参数。


使用三维扫描仪完成对厂房外立面和厂房内部的扫描



备注:

  1. 使用三维扫描仪,站与站之间拼接,最好通过使用靶球拼接,这样精度是最高的。所以外业扫描时,要考虑靶球的摆放位置;

  2. 厂房的外立面要通过扫描仪扫描的点云数据,截成正射图进行勾描。所以外业扫描时,要有专人对建筑物进行拍照,帮助内业人员了解建筑物内外部的情况。


1.3  厂区测绘数据内业处理


通过Pix4D软件得到厂区的DOM,点云和DSM



通过Context Capture软件生成厂区三维模型




使用厂区的DOM,DSM,点云和OSGB格式三维模型数据生产1:500地形图



备注:

对于1:500这种大比例尺地形图,一定要有三维模型和点云数据作为参考,仅凭DOM是不行的。比如厂房,要求是画建筑物的主体。如果仅有DOM,因为房檐的遮挡,你是看不到房子的主体。


三维扫描仪外业数据,通过扫描仪自带软件进行拼站,赋予绝对坐标,去噪,导出通用点云格式,通过第三方软件截取厂房的立面和内外平面正射照片



使用厂房的立面和平面照片,结合外业拍摄的照片,画厂房的外立面和内外平面




02结束语


随着无人机航测和三维扫描仪扫描技术不断地成熟,测绘方式已经从原来全站仪,RTK测量地物特征点,然后内业勾勒特征点成图,发展到无人机航测和三维激光扫描对地物全要素地理信息的获取,内业专门航测和点云软件处理多种数据格式的测绘成果(DOM,DSM,DEM,DLG,三维点云,三维模型等),可以更加真实直观地反映地物现状。但是这也带来了海量数据,如何快速的使用这些数据,不让其过多地消耗电脑配置,是下一个令人棘手的问题。鱼和熊掌不可兼得也!



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来源:天成华海 转自:GIS前沿

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