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                項目案例

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                立面測繪——舊城改造的解決方案

                文章發布于:2021-03-03 作者:admin 瀏覽次數:

                針對傳統建筑立面測量方法中存在的作業效率低下問題,我方已經探索出基于三維激光掃描技術快速實現建筑立面測繪的應用方案。結合實際應用場景,通過 Trimble X7激光掃描儀獲取建筑點云數據,利用 Trimble RealWorks 內業軟件進行點云繪圖,精確且高效地獲取建筑物的三維模型,從而快速獲取建筑物的四個立面,并生成模型的立面二維圖。項目實踐證明,地面激光掃描技術可以高效地實現建筑立面測繪,極具推廣意義。
                使用三維激光掃描技術獲取建筑物完整點云,能夠保證立面測量的繪圖質量,一套數據即可完成繪圖、調繪、質檢等多種用途。
                而且還可以利用3D MAX和SketchUp軟件根據需求實現三維重建,尤其對于結構較為復雜的建筑物,三維激光掃描技術克服了傳統測量方式數據量少、施測工作量大、數據不全面的問題,可以最大限度保留真實位置信息。對舊城區建筑物立面的規劃和改造,提供了有效的數據支持。
                方案實施
                本次項目采用天寶X7三維激光掃描儀進行外業數據采集,其掃描精度為2mm,掃描距離為0.6m至80m;掃描一站(自動校準+整平+拍照+掃描)所花費時間僅需2分34秒;X7能夠獲取精確、清晰、細節豐富的高質量數據。
                本案例以其中一棟建筑為例,該建筑結構較為復雜,整棟樓體積較大,附著管道、鋼架、空調眾多,掃描通視效果一般。為了保證掃描的效率和精度,本次外業數據采集采用X7的在進行外業掃描。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                該棟建筑局部實景圖
                 
                1. 外業掃描
                現在外業掃描可以采用無標靶作業方式,掃描作業時只需保證相鄰兩站之間有一定的重疊度,掃描到相同的平面特征即可,無需使用任何標靶,省去一個擺放標靶的工序,極大提高了外業掃描效率。同時,也省去了相應的擺放標靶的人員,降低了用工成本。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                外業掃描現場示意圖
                 
                外業掃描完成后可實現點云數據自動拼接并配準,可讓用戶在戶外及時檢查掃描數據是否搜集完整,進而減少停工時間并免去多次重返現場補測的情況。詳見下圖:

                立面測繪——舊城改造的解決方案立面測繪——舊城改造的解決方案 
                外業現場數據拼接及配準示意圖
                 
                2. 點云數據處理
                Trimble X7掃描獲取的點云數據可以直接通過Trimble RealWorks點云數據處理軟件打開掃描工程文件。具體步驟為:
                (1) 點云數據分類、分割
                點云配準完成后,由于在整體點云中存在車輛、行人、綠化等其他雜物,形成大量雜點,會影響立面圖成果的制作,所以我們需要將點云數據進行分類。Trimble RealWorks軟件具有自動分類的功能,包括室內分類、戶外分類和隧道分類三種。
                這里我們采用戶外分類的功能,將點云分為地面、建筑、桿柱與標識、電力線、高植被和其它雜點,將分類好的地面、桿柱與標識、電力線、高植被和其它雜點進行隱藏,快速獲取出建筑物點云數據,減輕傳統手工分割分類和去雜點的負擔,大大提供內業處理效率。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                點云自動分類示意圖

                通過多邊形分割工具,將分類出的每棟建筑物點云單獨分割成各個墻面,最終將處理好的各個墻面點云數據單獨導出。
                3. 立面繪圖
                建筑點云處理完成后,將導出的建筑物單面點云數據進行繪圖。
                首先需要在Autodesk AutoCAD中新建圖形,然后附著點云數據。新建不同圖層,按照規范要求進行立面圖繪制,而且在繪制過程中可以結合現場照片進行輔助。立面繪制成圖后,將每棟樓各個立面繪制完成的圖形插入到同一個圖框中。調整各個面之間的間距,使得圖形清晰美觀。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                立面成果示意圖
                 
                項目總結
                此次項目中使用Trimble X7三維激光掃描儀進行作業,兩名作業人員采集外墻數據信息,共計耗費9小時就完成了整個測區的數據采集。所獲取的精確點云數據可為后續舊城改造工作提供了堅實保障。
                利用點云進行三維重建
                以上所得到的點云成果還可以為三維重建提供強有力的支持?筛鶕煌枨,確定是否進行三維處理。
                點云重建工作在3D MAX中完成,首先將建筑物點云數據導入軟件中,然后完成以下建模工作。
                (1) 墻體窗戶的制作
                在創建命令中找到圖形-矩形,打開三維捕捉,進行圖形的創建。然后將需要編輯的線轉換成可編輯樣條線,附加上另一個矩形。通過擠出命令,輸入墻的厚度,墻體即可建模完成。如下圖所示。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                墻體、窗戶建模示意圖
                 
                (2) 樓梯制作
                選擇幾何體——樓梯,根據需求選擇合適的樓梯模型。根據點云輸入實際參數,樓梯即可建模完成。
                (3) 模型渲染與貼圖
                模型構建完成后,需要根據現場采集的紋理數據進行渲染與貼圖。通過加載圖片功能完成紋理的映射,然后調整渲染參數,即可進行模型的渲染。渲染后的模型如下圖所示。

                立面測繪——舊城改造的解決方案 
                渲染后的建筑模型示意圖
                 
                在模型構建后,對其進行檢核,主要是檢查紋理渲染效果、單體模型構建位置及數量、空洞數量、管線位置及數量等。檢查完成后,可以在SketchUp中對模型進行二維導出,構建模型立面,四面均可導出,下圖為模型導出的南立面。

                立面測繪——舊城改造的解決方案
                精細化立面二維線劃圖
                 
                 
                以上就是關于立面測繪案例的詳細說明,如果您有相關的項目的話歡迎聯系我們。

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