建筑测绘地面激光扫描模式识别方法研究

热汗古丽·买买提

【摘要】测绘法施工技术难度和复杂性专业性较高，而传统测绘方法在实践中人力资源和费用却很高。全新的激光扫描技术可以有效测绘建筑综合体，节约时间和人力成本。本文介绍激光扫描测绘技术可以有效地减少人工测绘建筑物造成的损失和破坏，同时在旧建筑物改造项目中发挥不可替代的作用。

【关键词】建筑工程;测绘;激光扫描技术

随着社会经济的发展，传统建筑的保护逐渐得到重视。我国传统建筑的建设历史悠久，缺陷是建筑数据极度缺乏。目前，在地面采用激光扫描来获取三维信息，可以确定建筑结构的平面图、三维平面图和剖面图，这在建筑制图中具有重要意义。在利用地面激光扫描对建筑物进行测绘时，可以有效节省大量的人力，缩短建筑物的测绘时间，还可以大大提高测绘精度[1]。与西方国家相比，我国对建筑激光扫描制图的研究起步晚于西方国家，但目前来看我国的发展较为迅速。与传统的制图和制图工作相比，图纸的质量、数据的准确性和工作效率都有了很大的提高。同时，由于激光扫描制图方法的人员成本较低，制图精度受人员工作状态和操作能力的影响较小，所以在建筑领域有更广泛的应用和发展前景。

1.地面激光扫描模式概述

1.1地面激光扫描模式识别技术原理

地面激光扫描激光技术、测量技术和数据收集的激光扫描技术可以精确衡量建筑物的地图数据和技术图纸。根据测绘工作的具体内容，可以得知在我国建筑领域的应用主要有两种方法：第一，所有目标建筑物有关的数据收集是通过激光扫描装置来规划并建立起三维数据图谱。第二是平整度和测绘所承认的半自动施工项目，同时对于一个基于激光点云在测绘工作本身而言，虽然前者可作为建筑制图工作，但是从开发空间和应用前景的角度来看，后者仍然是建筑制图工作发展的主要方向。

1.2建筑测绘过程中地面激光扫描模式识别方法分析

1.2.1地面激光扫描相关数据为基础的平面图、立体图、剖面图具体测绘扫描模式分析

地面激光扫描相关数据能满足精密工程和建筑服务效率更高的要求，所以受到了现代产业的欢迎。现代测绘技术的效率和精度测绘工作往往反映了实际价值高的特性和实地现状，所以进行相应的图形信息技术是必要的。从建筑制图中获得的平面图、剖面图和三维平面图来看，对建筑工程的具体形态有直接而准确以及建筑工程的质量有积极的影响。制图数据是工程图纸的基础，所以利用激光扫描技术获取信息比传统图纸更准确，对施工更加具有重要意义。

1.2.2建筑工程剖面测绘、半自动型特异性识别方式探究

激光点云技术图纸半自动地面激光具有三大功能以及相关的特征，开始可以通过激光点云技术完成对目标建筑的正射深度的影像生成工作，在其之后还可以通过对应的配套技术手段从正射深度影响地图绘制及所需要的图纸，最后通过突出的特征的方式从而更加精确而高效地完成平面图、剖面图以及立体图等工程图纸的绘制工作，从而完成工程图纸的半自动化测绘任务以及进一步降低了人类和测绘工作中人们所犯的错误，并为有效的制图工作增强坚实的技术基础[2]。

2.激光掃描技术的建筑工程测绘方法原理分析

激光扫描的基本原则首先是通过激光扫描仪搞好测绘目标并获取数据，根据数据来绘制工程图纸的激光扫描技术，所以具有低发生率的数据相比差距相对较小，同时测绘制图使用强度和效率有了明显的改善，所以线性特征是利用激光扫描制图绘制建筑平面图、立面和剖面的基本几何要素。

2.1地面激光识别的具体方法

分析地面激光识别方法的原则，并利用激光扫描方式的特点结合主楼正面投影，即正面投影几何图形圆柱形、球形等，可以探索大楼的实际形状，并通过激光识别方法的原理再进行身份查验。具体实施过程：虚拟实践计划的基础上，通过运用正面投影的方法，正确处理虚拟点云数据使其在一个平面上进行分配，根据扫描然后利用点到平面的距离间隔扫描对应的深度进行投影。通过对图像的分析，可以获得汇总的数据，并研究几何类型和空间位置，从而获得立面平面图、建筑平面图和剖面图。对住宅建筑的特征进行合理的建模，纠正不准确的地方，以便从几何的线性特征中得到了真实的建筑模型。

2.2地面激光扫描点云数据的处理方式

2.2.1三维网格的应用

应用三维网格技术在点云数据在处理时被用作最简单的方法，因为这是一种数据结构，可以将扫描的数据空间划分为采样间隔。扫描点的网格尽可能完整，可以避免数据分析中数据遗漏造成的错误。其次由于网格有一个属性值，通过对地面激光扫描进行过滤处理，可以决定是否使用该属性值。网格细胞的三维网格的很大一部分是和，在二进制的作用下，可以确定单元状态扫描点的状态，同时所使用的标准是扫描点时，即选择的显示状态是1或0[3]。

2.2.2 k-d轴的应用

在实践中，因为在地面激光的使用，所以在地面激光中扫描点是普遍存在的，因此简单的数据处理方式将不再适用。目前，k-d树方法主要用于处理大量数据，可以对数亿个扫描点进行科学研究。采用二分搜索树k轴数据研究中并发挥积极作用，但是作为数据结构，可以轻松打破平衡的插入和删除数据时需要谨慎处理的数据是很高的。

3.建筑工程测绘过程中地面激光扫描模式

综合分析激光扫描的结果，一个理想的激光扫描，既可以构建起合理的施工场景三维数据的步骤，又可以通过结合工作误差分析和其他计算来提高建筑物制图的效率。大量的实践经验和科学研究表明，激光地面扫描在建筑制图中仍然存在一些困难。由于操作人员在使用机器时难以与机器同步，他们无法很好地记录和识别点云的性能，这是建筑制图的一个主要缺点。针对此缺点，为了提高激光扫描的使用性能，可通过引入精确的目标位置和相应的多站点云模型，改变点云记录方法。为了提高云的识别能力，也可以使用彩色点云分割技术对云进行颜色分类[4]。这有助于从建筑的三个角度概述地图的效果。角度映射技术可获得迅速和精确的三维数据，在每个单位的建设目标都应必须制定战略，具体措施是根据目标建筑实体的特性和测量环境的同时，兼顾排除环境干扰和扫描时可能发生的误差的测量技术，提高建筑制图工作的整体精度和质量。

综上所述，基于激光扫描技术的建筑制图方法在实际应用中存在一些技术困难。上述所有问题，在目标定位系统和手机录音技术基于云的进程，应当添加测绘技术来改善制度和工作流程，从而降低整体融资成本工作时间，优化技术流程，确保激光扫描建筑制图方法保持高效。

4.地面激光的其他建筑测绘技术

4.1地面激光扫描的射线荧光技术

除了建筑测绘用激光点云的方法，新型激光扫描无图纸测绘立体建筑平面图和剖面图还有一种方法是荧光技术，其主要用于测绘工程。由于荧光技术精度高，地下结构识别能力强，复杂地层数据精度高。

4.2遥感地质勘探技术

建筑制图通常辅以地形分析，以确保建筑基础活动可以得到巩固，从而可以利用遥感地质勘探的遥感的功能来获取相关信息。但是由于影响信息处理的因素有很多，所以图像显示的低分辨率要求在使用计算机将数据与图像联系起来，将高清图像分离开来。一旦图像的感官效果可用，建立一个建筑的心理模型是有用的，这将减少制图时的劳动力成本。

5.结束语

建筑工程中的激光扫描制图技术可以有效地解决传统制图方法的许多缺点。实践证明，该制图方法在施工制图工作中取得了良好的效果，大大提高了制图的效率，但维修工程及环境要求基于空间数据结构無法映射地面三维激光扫描技术架构的准确性，从而使目前的建筑还取得了一些进展[5]。由于地面激光扫描，我国许多传统建筑已经有了数字化的材料，这大大促进了传统建筑的保护。为了减少工作人员的人员配置以及更好地提高机器的工作效率并使其减少制图误差，本文还阐述了点云方法的工作原理及其性能，论述了数据处理的主要方法。

参考文献

[1]王庆栋.基于语义建模框架的机载LiDAR点云建筑物三维重建技术研究[D].武汉：武汉大学，2019.

[2]刘莹.面向建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法探讨[J].建材与装饰，2018（1）：227-228.

[3]杨娜.基于分割的机载LiDAR点云数据分类及建筑物重建技术研究[D].郑州：解放军信息工程大学，2018.

[4]谢洪.基于地面三维激光扫描技术的海量点云模型重建关键算法研究[D].武汉：武汉大学，2013.

[5]秀军.三维激光扫描技术及其工程应用研究[D].成都：成都理工大学，2017.

（作者单位：新疆交通职业技术学院）

【中图分类号】TU198

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）10-0108-02