地面三维激光扫描仪在地形图测量中应用

北京北科天绘科技有限公司规范U-Arm工程作业规范

北京北科天绘科技有限公司

2013年8月25日

目录

1背景说明 (4)

2参考文献 (4)

3基本作业流程 (4)

3.1GPS+RTK测量 (4)

3.1.1设备配置 (4)

3.1.2作业流程 (5)

3.2对中后视 (6)

3.2.1设备配置 (6)

3.2.2作业流程 (6)

3.3内置GPS+指北仪 (7)

3.3.1设备配置 (7)

3.3.2作业流程 (7)

3.4同名点 (8)

3.4.1设备配置 (8)

3.4.2作业流程 (8)

4应用作业参考流程 (8)

4.1基线测量 (8)

4.1.1测量环境及成果要求 (8)

4.1.2设备配置 (9)

4.1.3作业流程 (9)

4.2地形图测量 (10)

4.2.1测量环境及成果要求 (10)

4.2.2设备配置 (10)

4.2.3作业流程 (10)

4.3三维数字模型 (11)

4.3.1测量环境及成果要求 (11)

4.3.2设备配置 (11)

4.3.3作业流程 (12)

5附件A：作业表格 (13)

6附件B: 拼接方式对比 (15)

2.UiUA用户手册

3基本作业流程

3.1 GPS+RTK测量

3.1.1设备配置

表1 RTK测量配置表

匹配，察看标志点能否在点云文件中清晰识别出来；

8.控制点坐标测量：利用RTK移动站，实时差分测量所布设控制点坐标并记

录；

9.搬站：数据采集过程中填写外场作业记录表，一站数据采集完成后，将设

备搬至下一站，按照上述同样步骤进行数据采集。

3.2 对中后视

3.2.1设备配置

表2 对中后视配置表

6.数据质量检查：将测站点坐标和后视点坐标输入到解算软件中，解算扫描

点云文件，察看转换后的靶标点云坐标和已知坐标是否一致；

7.搬站：数据采集过程中填写外场作业记录表，一站数据采集完成后，将设

备搬至下一站，按照上述同样步骤进行数据采集。

3.3 内置GPS+指北仪

3.3.1设备配置

表3 GPS+指北仪配置表

5.数据质量检查：根据转台零位和真北方向的夹角，解算输出在北东地坐标

系下点云文件；

6.搬站：数据采集过程中填写外场作业记录表，一站数据采集完成后，将设

备搬至下一站，按照上述同样步骤进行数据采集。

3.4 同名点

3.4.1设备配置

表4 同名点测量配置表

备搬至下一站，按照上述同样步骤进行数据采集。

4应用作业参考流程

4.1 基线测量

4.1.1测量环境及成果要求

基线测量是指将设备安置在已知线段两端，测量两端点间水平距离。基线测

量可用于衡量设备相对测距精度。

基线测量需要已知精确坐标的两个控制点，且控制点间能够通视。扫描仪可多次对基线进行测量，将每次测量结果与基线已知长度进行比较，求取两者差值中误差，作为设备绝对测距精度。

4.1.2设备配置

表5基线测量配置表

写到外场作业记录表中；

3.数据采集：设置扫描参数，保证靶标球上至少能够有10个激光脚点，开

启数据采集，激光扫描完成后开启相机获取影像数据；

4.数据解算：解算激光数据，输出标准LAS点云文件，点云与影像进行匹配；

5.基线测量：提取靶标球点云坐标，拟合靶标球几何中心点坐标，计算靶标

球中心和扫描仪中心水平距离；

6.基线比较：将扫描仪测量基线长度与已知基线长度进行做差，统计差值中

误差、最大差值和最小差值、平均误差，将中误差作为设备绝对测距精度。

4.2 地形图测量

4.2.1测量环境及成果要求

三维激光扫描测图是利用扫描点云数据，提取地物目标特征信息，利用绘图

3

点：1）多站点云数据拼接，精度如何保证；2）地物目标特征线提取精度如何保证。

三维激光点云成图内业数据处理流程如下：

1.多站点云拼接：利用UiUA-Station软件将多站点云数据转换到同一坐标系

下；

2.坐标系转换：将拼接好的点云数据转换到地理坐标系下（有的拼接方式不

需要再转换，如GPS-RTK辅助测量方式），投影变换转化到当地水平坐标系下；

3.地物提取：将转换后的点云数据导入AutoCAD 2011（或更高版本中），利

用顶视图提取地物轮廓信息，提取完成后将其保存成低版本（2004~2009-）的*.DWG格式草图文件；

4.CASS成图：将绘制好的草图文件导入到南方CASS7.1版本软件中，根据草

图绘制标准地物符号；

5.图幅整饰：对绘制好的地图添加标准图幅、图名、比例尺、起始点坐标、

制图单位、制图人、检查人等附属信息，形成标准地形图文件。

制图过程中有以下注意事项：

1.测区完整点云文件数据量比较大，受计算机内存限制，可分块进行处理；

2.地物特征提取过程中，可利用影像辅助区分是什么地物；

3.只有Auto CAD2011以上版本支持点云导入功能；但是此版本没有对应的

南方CASS软件，且只有CASS9.0以上版本支持64位操作系统，但又没有破解版，因此只能在32位系统中安装南方CASS8.0以下版本进行绘图。

4.3 三维数字模型

4.3.1测量环境及成果要求

三维数字模型成果是指将获取的点云文件与影像文件进行匹配，并且从影像信息中提取真彩色信息，利用建模软件对特征地物进行建模，添加纹理信息，形成真实三维场景模型，达到实景复制的效果。

当同时需要地形图测量和三维建模工作时，外业可一次性集中完成数据采集。三维模型成果的输出主要工作量集中在内业数据处理，与扫描仪配套的软件之需要输出常规建模软件能够识别的地物目标粗略模型即可，此过程中保证精度无损，后期模型的精细化处理过程在专业建模软件中进行。

4.3.2设备配置

表7 三维建模配置需求表