三维激光扫描技术在建筑工程竣工综合测量中的应用

李相志 孙斌

摘 要： 随着浙江省《建筑工程建筑面积计算和竣工综合测量技术规程》的发布，管理部门对测绘企业在建筑工程竣工测绘阶段的要求越来越高，不仅是测绘成果精度、质量上提出了高要求、严标准，同时在测绘成果提交的时间上也提出了很高的要求。而传统的测绘方法越来越难以满足实际施工要求。因此，探寻一种新的、高效的测绘方法显得尤为重要。文章经过大量项目实践，证明了在建筑工程竣工综合测量中使用三维激光扫描技术比传统测量方法效率、质量上都有了很大的提升。本文主要介紹，三维激光扫描在工程竣工验收中的主要步骤及其与传统方法在效率和质量上的对比。

关键词： 三维激光扫描技术;建筑工程;综合竣工测量;点云数据

【中图分类号】P258     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.053

1 三维激光扫描竣工测绘主要工作步骤

1.1 制定三维扫描方案

测绘项目必须依据技术设计书进行，技术设计书是项目实施的依据。

三维激光扫描技术设计书应当具备项目概况、作业依据、精度指标、扫描方案、质量控制方案及精度评定方法。其中，影响点云数据质量的关键因素就是扫描方案。

制定扫描方案前应当进行项目踏勘，详细了解建筑工程位置、建筑密度、建筑高度等信息，为扫描控制点的布设提供依据。

1.2 三维激光扫描控制网要求

三维激光扫描控制网布设精度必须满足建筑工程竣工建模要求，应至少有2个或以上控制点能够通视，控制点平面坐标应当使用高精度全站仪进行导线测量并对测量结果进行平差。控制点高程测量应当使用精密水准仪进行水准测量，水准测量应当实施往返测或环形水准路线，且应当对测量结果进行平差。

各控制点应当保证三维激光扫描仪能获取建筑物完整信息（满足规划数据要求即可），保证各站之间至少有3个以上公共点。为保障规划层高测量的要求，各站点还应当保证能够获取足量建筑物各层室内地坪或顶板的点云数据。

必要时可以结合网络RTK进行激光扫描控制网的布设。

1.3 外业点云数据采集及成图

1.3.1 注意事项

1）建筑物竣工验收无需获取建筑物影像资料，因此无需打开拍照功能。

2）数据采集应当选择工程覆土平整后至绿化种植之前这一阶段，可以有效避免植被对测量精度的影响。

3）采集的数据应尽可能保证地面各种管道井的井盖、消防设施、地面车位线、道路侧石等构筑物的完整性。

4）注意施工现场仪器和人员的安全。

1.3.2 内业成图

1）利用点云数据处理软件对外业采集回来的点云数据进行拼接，检查拼接后的数据精度是否符合技术设计书要求。

2）检查拼接后的点云数据采集是否完善，如有缺失还应当进行补测，以达到在点云数据上可以获取竣工验收测量所需的各项数据。

3）因竣工测绘无需建立建筑物最终模型，因此可以直接从拼接好的点云数据直接绘制1：500竣工地形图。

2 三维激光扫描技术与常规测量方法的对比

2.1 精度对比

项目完成后，利用高精度全站仪采集建筑物主要边长数据作为建筑物实际边长Lo与三维扫描仪获取的建筑物边长L1和传统地形测量方法测得的建筑物边长L2进行对比，对比结果如下表。

根据误差方程W=sqrt（[ΔΔ]/n），

由上表可知三维扫描仪采集的建筑物边长中误差为：W1=±0.005m;

传统地形测量方法采集的建筑物边长精度中误差为：W2=±0.020m。

2.2 项目时间对比

3 结语

综上所述，三维激光扫描技术应用于建筑工程测量时能够大幅提升数据采集精度及并缩短工期，有效提高测绘工程项目效率、降低项目成本。

参考文献

[1] 谢宏全，侯坤.地面三维激光扫描技术与工程应用.武汉大学出版社，2013.12.

[2] DB33T 552-2014《1∶500 1∶1000 1∶2000数字地形图测绘规范》省级地方标准.

[3] DB33T1152-2018《建筑工程建筑面积计算和竣工综合测量技术规程》.