建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法的探讨

■　燕鹏

（浙江华东建设工程有限公司浙江杭州310030）

建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法的探讨

■燕鹏

（浙江华东建设工程有限公司浙江杭州310030）

激光扫描技术诞生在二十世纪九十年代，是一种新兴的测量技术，近些年一直在迅猛的发展，在文物保护、考古、船舶、水力资源等各个领域都有应用，而应用在建筑测绘上更是非常的普遍并且发挥了很大的作用，激光扫描技术是采用远离目标建筑一定距离的方式进行测量，通过激光扫描来获取目标建筑的三维指标，同时获取数码照片，保证了获得信息的准确和高速，本文就建筑测绘的种类及其应用原理，目前亟待解决的问题和未来发展的趋势做深入的探讨，希望能够给为建筑测绘业的同仁们一点参考。

测绘激光扫描地面激光扫描识别

1960年红宝石激光被发现以后，标志着激光技术的诞生，而5年后，便有了三维激光扫描技术，而在1997年，诞生了地面三维激光扫描技术，从此，这种技术就开始更加广泛的运用，而建筑测绘是建筑施工中一个重要的环节，必须通过精准的测量才能准确的对目标建筑进行数据信息的收集，目前在我国建筑测绘领域，绝大多数使用的是地面激光扫描技术，通过激光扫描来获取相关的数据，然后根据信息再绘制出平立剖面图，这种技术基本上可以达到建筑测绘工作的基本标准。但是这样的方法还是更多存在人为的因素，从未来的发展来看，减少人力、增加准确度，是建筑测绘要实现的目标，因此地面激光点云的建筑平立剖面图的半自动绘制方法就应运而生，这种方法提升了建筑测绘地面激光扫描的效能，将来会有更大的发展前景。

1　目前使用的建筑测绘的地面激光扫描模式识别的方法

1.1地面激光扫描模式识别方法在建筑测绘中应用的优势

地面激光扫描是不需要近距离接触目标建筑，而能够快速获取目标建筑的最真实数据信息，可以针对室内、室外的各种建筑进行测量，并能够快速、准确地测算出来,为测绘操作人员提供了最大的技术保障。目前的建筑测绘工作中，有两种测量方法通常被使用，一种是基于地面激光扫描数据的平立剖面图测绘扫描模式，另一种是基于地面激光点云的建筑平立剖面图半自动测绘识别方法，前者得到的图形更加的直观，但是要消耗更多的人力，后者基本上可以实现半自动化绘制，节省了人力，而且数据更加的精准。从发展的趋势看，后者的方法将会逐渐的取代前者。

1.2浅析地面激光扫描模式识别方法的两种类型

1.2.1地面激光扫描数据的平立剖面图测绘扫描模式

测绘是建筑行业中非常重要的环节，按照专业测绘理论，测绘是指以高新技术为技术核心，通过测量的地面的特征点以及界线，来获得可以真实反映地面现状的绘图，在建筑测绘的实践中应用的价值很高。建筑测绘就是要获得最直观最准确的数据信息，而平立剖面图是描绘目标建筑真实状态最直观的方式，在建筑测绘中选择怎样的测绘方法也是非常重要的，平面图、立面图以及剖面图都是建筑测绘中最常使用的项目，平立剖面图以其直观准确的特点成为建筑测绘中最常使用的方法。

1.2.2地面激光点云的建筑平立剖面图半自动测绘识别方法

随着测绘技术的不断发展，完全的人工测绘的方式已经不能满足测绘的要求，因而有了半自动化的测绘技术，而地面激光点云的建筑平立剖面图半自动测绘识别方法就是这一技术的延展，这种方法比以往的建筑测绘方法更先进，更快速、更准确，更省人力，不过在实施这种方法时需要考量该技术方法的三个核心部分，首先是利用地面激光点云数据获得正射深度影像的数据信息，其次当获取影像之后，对其线性特征进行技术提取,待后续完善或处理；最后通过前来两个操作步骤的实施,实现对获得的平立剖面图的直观影像的特征全部了解。在实际操作中，这三个核心缺一不可，每一个环节必须认真操作，最后要执行半自动化的处理与进一步完善，进而顺利完成实际的测绘工作的[1]。

1.3浅论建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法的应用原理

建筑测绘分为三个步骤来实施，是地面激光扫描的应用原理，第一步就是先将点云数据正射投影到一个经过虚拟处理的平面上,并对每一个扫描点与投影平面间的距离进行测算，获得一张正射深度的图像；第二步，提取影像中的几何特性，并且在自动处理技术的辅助之下,将其生成平立剖面图；最后一个步骤就是结合实体建筑项目的各角度部件，对平立剖面图进行最后的修正[2]，获得最终的测绘数据和图形。明确了其中的原理，认真实施三个步骤，就可以在实际的测绘中运用自如，圆满的完成测绘工作，而要提醒注意的是，在对目标建筑进行地面激光扫描的实际工作过程中,线性特征是建筑平立剖面图绘制的核心几何要素，一定要准确把握。

2　目前地面激光扫描模式识别方法中的三个亟待解决的难题

虽然地面激光扫描模式非常的先进，但是在大规模建筑测绘项目的应用中面临着使用效率低下的现实。想要改变目前这样的局面，必须着手解决三个问题，根据在理论研究和建筑测绘实践中积累的经验，这三个问题将会是阻碍建筑测绘激光扫描发展的进程，笔者将三个问题总结于下：一是严重依赖人机交互的点云配准，二是点云识别和滤波问题，三是建筑三视图的测绘问题[4]。在点云自动配准方面,可以采用标靶精确定位和匹配的多站点云自动配准方法；在点云识别和滤波方面，则可以通过基于颜色的点云分割方式来进行处理；在建筑三视图测绘方面，要采用正射深度影像的建筑特征线划自动提取方法[4]。只有突破目前的三个瓶颈问题，才能让地面激光扫描识别方法使用的效率更高。

3　结语

综上所述，地面激光扫描模式识别方法的实际应用在建筑测绘中确实有着非常关键性的作用，这种测量方法尤其对于一些不能接触的古建筑或者需要保护的建筑都有重要的作用。以上的两种地面激光扫描识别方法都各有利弊，但是未来的发展趋势地面激光点云的建筑平立剖面图半自动测绘识别方法将会替代地面激光扫描数据的平立剖面图测绘扫描模式。实践证明，半自动绘制的方法无论是操作步骤还是其具体的应用效能都极佳,而且节省了人力、无力，大大的提升了测绘工作的效率，值得在建筑测绘领域中广泛推广。

[1]车尔卓,詹庆明,金志诚,梁玉斌,陈明文,张玥.基于激光点云的建筑平立剖面图半自动绘制[J].激光与红外,2015,01:12-16.

[2]梁玉斌.面向建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法研究[D].武汉大学, 2013.

[3]周华伟.地面三维激光扫描点云数据处理与模型构建[D].昆明理工大学, 2011.

[4]黄飒.三维激光扫描技术应用于古建筑测绘及其数据处理研究[D].河南理工大学,2012.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-3-216-2