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傳統(tǒng)測繪·外立面

項(xiàng)目背景

老舊小區(qū)改造是一項(xiàng)民生工程、民心工程，不僅改善了

老舊小區(qū)居民的生活環(huán)境和居住條件，更提升了城市形

象和文明程度。其中對老舊小區(qū)外立面美化改造過程中

，為了實(shí)現(xiàn)精確的改造設(shè)計(jì)和預(yù)算決策，我們需要精準(zhǔn)的

測量數(shù)據(jù)，如果用傳統(tǒng)全站儀測量精度高但是效率非常

低，用無人機(jī)傾斜攝影效率提高但是精度較低同時(shí)作業(yè)

條件受限太多，使用地面激光掃描技術(shù)不僅可以滿足

高精度，同時(shí)作業(yè)條件不受限，生產(chǎn)效率也得到大幅提

高。我公司使用 Trimble X 7 地面激光掃描儀，高效高精

度的完成了青島某老舊小區(qū)的外立面測量項(xiàng)目。

點(diǎn)云處理完成后，輸出導(dǎo)入到 AutoCAD 軟件中，基于點(diǎn)云繪制

立面圖即可，TrimbleRealWorks 軟件可以將點(diǎn)云自動(dòng)分類，篩除

掉無用的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將立面點(diǎn)云可以直接發(fā)送到 A u t o C A D 軟件

中，繪圖人員利用點(diǎn)云作為參考按照比例精確繪制出立面圖。

Trimle X 7 激光掃描儀，是天寶根據(jù)市場需求面向全行

業(yè)用戶研發(fā)的產(chǎn)品，其操作非常簡單，僅需一鍵即可完

成自動(dòng)校準(zhǔn)，自動(dòng)整平，掃描，拍照，數(shù)據(jù)下載，配準(zhǔn)，非

專業(yè)人士都可以無門檻的使用同時(shí)獲取專業(yè)的成果。在

外業(yè)掃描過程中，使用無標(biāo)靶操作流程，X7 搭配一臺(tái)平

板電腦，自動(dòng)下載并拼接數(shù)據(jù)，可以讓我們現(xiàn)場查看完

整數(shù)據(jù)，現(xiàn)場質(zhì)檢確保無遺漏，避免返工。該老舊小區(qū)

共 17 棟樓，外業(yè)耗時(shí) 1 天半，共計(jì)掃描了137 個(gè)測站，數(shù)

據(jù)現(xiàn)場完成拼接， 點(diǎn)云整體拼接精度 2.1 3m m。

老舊小區(qū)改造外立面掃描測量

應(yīng)用產(chǎn)品 Trimble X 7

X 7標(biāo)配的外業(yè)平板電腦中集成了Perspective外業(yè)軟件，可以實(shí)

現(xiàn) 現(xiàn)場自動(dòng)配準(zhǔn)，在內(nèi)業(yè)可以節(jié)省幾個(gè)小時(shí)的配準(zhǔn)時(shí)間，點(diǎn)云

數(shù)據(jù)及RTK 測量的控制點(diǎn)一起導(dǎo)入到Trimble RealWorks軟件

中進(jìn)行絕 對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度1.6cm；

點(diǎn)云矢量化

解決方案

外業(yè)掃描

優(yōu)勢分析

三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)逐步普及，地面激光掃描

設(shè)備也多種多樣，但是普遍需要專業(yè)的人員和軟

件才能很好的應(yīng)用，簡單，智能且專業(yè)的X 7 激光

掃描儀百尺竿頭更進(jìn)一步，任何非專業(yè)人士都可

以無門檻使用，讓掃描儀成為日常工具成為一種

可能，在老舊小區(qū)改造測量中也更加的快捷高效

。

內(nèi)業(yè)處理

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老舊工廠改造三維數(shù)字化

項(xiàng)目

應(yīng)用背景

隨著3 D 激光掃描技術(shù)的推廣，三維掃描在各行業(yè)中逐漸得到了應(yīng)

用，尤其是在如建筑裝飾裝修，工廠改造設(shè)計(jì)等非測繪行業(yè)中的

應(yīng)用更 為普遍，但是傳統(tǒng) 3 D 激光掃描儀在外業(yè)過程中需要調(diào)平，

擺放標(biāo)靶， 內(nèi)業(yè)處理需要進(jìn)行配準(zhǔn)等操作，這些都需要具備一定

的測繪專業(yè)知 識(shí)，讓非測繪專業(yè)人士在使用時(shí)遇到一些門檻?；?/p>

于此現(xiàn)狀，面向全 行業(yè)設(shè)計(jì)的 Trimble X 7 激光掃描儀應(yīng)運(yùn)而生，

其具備自動(dòng)校準(zhǔn)，自 動(dòng)調(diào)平，自動(dòng)獲取高分辨率全景照片，外業(yè)現(xiàn)

場自動(dòng)配準(zhǔn)等智能化的 功能，而這些操作僅需一鍵即可自動(dòng)完成

，讓非測量專業(yè)人士輕松 使用并獲取專業(yè)成果。

近期，我公司受邀使用 Trimble X 7 對國內(nèi)某煉油廠中的一些待

改造設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行三維掃描，讓我們通過該項(xiàng)目了解 X 7 在工

廠掃描中的技術(shù)優(yōu)勢。

TRIMBLE X 7 輕巧便攜，在外業(yè)掃描過程中，一個(gè)人就可以完成

操 作。傾斜 45°范圍內(nèi)自動(dòng)整平功能，可以讓你將X 7 在現(xiàn)場任意

放置，無需擺放任何標(biāo)靶，僅需一個(gè)按鍵就可以完成自動(dòng)校準(zhǔn)，整

平，掃描，拍照，下載和配準(zhǔn)，整個(gè)過程時(shí)間為 2 分 35 秒，數(shù)據(jù)

通過 WIFI 傳 輸?shù)?平板電腦中，可以進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏

掃區(qū)域，避免返工。

另外，外業(yè)軟件可以對現(xiàn)場關(guān)鍵點(diǎn)位添加圖片和文字注釋，幫助你采

集到更全面的信息， 同時(shí)X 7 集成激光指示功能，可以對控制點(diǎn)

精確測量并現(xiàn)場進(jìn)行地 理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

老舊工廠改造三維數(shù)字化項(xiàng)目

應(yīng)用產(chǎn)品 X 7 、 TRW

解決方案

外業(yè)掃描

數(shù)字工廠

外業(yè)完成后，Trimble X 7 數(shù)據(jù)可以通過 Perspective 外業(yè)軟件

直 接輸出 E57,LAS，RCP 等通用格式，也可輸出 TDX 格式導(dǎo)

入到 Trimble RealWorks 軟件中。利用功能強(qiáng)大且簡單友好的

Trimble RealWorks 軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，如添加注釋和

點(diǎn)云建模等， 幫助設(shè)計(jì)人員更好的利用數(shù)據(jù)。如圖 3，利用注釋

功能將重要的管 道進(jìn)行 ID 注釋，讓設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速定位。

Trimble RealWorks 軟件中提供建模功能，可以對管道進(jìn)行自動(dòng)

化 的建模。使用自動(dòng)管道功能可以對單根管道進(jìn)行自動(dòng)追蹤建

模，如 下圖所示，將重要的管道進(jìn)行建模，模型可以輸出通用格

式導(dǎo)入到 設(shè)計(jì)軟件中。

另外如果管道較多且都需要進(jìn)行模型化處理，Trimble

RealWorks 軟件中的提取圓柱體功能，可以將批量提取管道。

內(nèi)業(yè)處理

X 7 激光掃描儀，操作極其簡單，一鍵自動(dòng)

完 成校準(zhǔn)、整平、掃描、拍照、下載和配

準(zhǔn)， 只 需 2 分 半 鐘 ！ X 7 激光掃描儀

，是第一款能在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)真正 自動(dòng)配準(zhǔn)的

掃描儀，不是預(yù)配準(zhǔn)、粗配準(zhǔn)， 是準(zhǔn)確

的全配準(zhǔn)，現(xiàn)場實(shí)時(shí)查看點(diǎn)云，確保 無遺

漏避免返工，同時(shí)節(jié)省辦公室數(shù)據(jù)處理 時(shí)

間。

X 7 激光掃描儀，能夠現(xiàn)場進(jìn)行量測和注釋

， 可以現(xiàn)場拍照記錄細(xì)節(jié)信息，并鏈接

到掃描 數(shù)據(jù)中，讓你的數(shù)據(jù)更加豐富完整

。 X 7 激光掃描儀，全密閉設(shè)計(jì)，無通氣

孔，安全堅(jiān)固；防水防塵IP5 5 級(jí)別，

工作溫 度-20℃~50℃，2年質(zhì)保，讓你

用的更放 心；重量5.8KG，具備提手，攜

帶方便，爬高爬低輕松應(yīng)對；

X 7激光掃描儀，自動(dòng)整平，讓你外業(yè)輕松

的 同時(shí)確保數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)；自動(dòng)校準(zhǔn)，免

去每 年返廠校準(zhǔn)的費(fèi)用，節(jié)省你的總擁有

成本； 成果直接輸出通用格式，無需綁定

軟件，省你的投資。

搭配強(qiáng)大Trimble RealWorks軟件，可以

對 管道模型進(jìn)行標(biāo)注和建模，讓你更好的

利用 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

優(yōu)勢總結(jié)

通過項(xiàng)目實(shí)踐，T r i m b leX 7搭 配 T r i m b l e

RealWorks軟件可以很好的滿足工廠改造設(shè)計(jì)

應(yīng)用，為改造設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其主要優(yōu)勢總

結(jié)如 下：

www.magth.cn 案例

手冊 傳統(tǒng)測繪

傳統(tǒng)測繪

移動(dòng)測圖成功應(yīng)用于房地一體

手持 SLAM 移動(dòng)掃描儀

項(xiàng)目背景

在農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查外業(yè)測圖工作中，如果使用傳統(tǒng)

RTK 或全站儀儀測量，將耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，為了解決這個(gè)問題

， 需要探索新技術(shù)來提高測圖的效率和降低成本，目前比較普遍

的技 術(shù)是采用無人機(jī)低空傾斜攝影測量，該技術(shù)可以大幅提高外

業(yè)效率，但是后處理時(shí)間較長，精度的把控難度也較大，同時(shí)屋

檐等遮擋問 題無法得到很好的解決。基于這一現(xiàn)狀，本文探索使

用手持 SLAM 掃描新技術(shù)來進(jìn)行房地一體測圖，經(jīng)過實(shí)測驗(yàn)證，

可以在保證精度的前提下大幅提高外業(yè)測圖效率并解決無人機(jī)傾

斜攝影測量的技術(shù)弊端。

技術(shù)原理

SLAM 技術(shù)全稱為Simultaneous Localisation And Mapping，

即同步定位與測圖技術(shù)，它可以在未知環(huán)境中從未知的位置開始

移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中根據(jù)環(huán)境特征和地圖對自身進(jìn)行定位，同

時(shí)在自身定位的基礎(chǔ)上獲取空間三維數(shù)據(jù)制造增量式地圖，完成

地圖構(gòu)建。

GeoSLAM 是 3 D 地理空間技術(shù)解決方案的全球市場領(lǐng)導(dǎo)者，

其基于獲獎(jiǎng)且首創(chuàng)的 SLAM 算法技術(shù)研發(fā)的手持 SLAM 移動(dòng)

掃描儀，無需GPS 技術(shù)既可以在各種環(huán)境中快速測圖，特別是室

內(nèi)、地下或難以接近的空間，提供精確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

ZEB HORIZON 是 GeoSLAM 研發(fā)的最強(qiáng)大的一代

SLAM 掃描儀，其測程 100 米，掃描速度 30 萬點(diǎn)每秒，

測距精度1~3cm，搭載方式靈活，支持手持，背負(fù)，機(jī)載

，車載等方式，可以幫助您完成各種測量任務(wù)。

技術(shù)參數(shù)

測程 ≥100m

防水等級(jí) IP54

處理方式 后處理

數(shù)據(jù)記錄器載體 背包或者肩帶

掃描頭重量 1.3kg

彩色點(diǎn)云 √Improved

強(qiáng)度 √

參考圖像 √

掃描速度 300,000

激光線數(shù) 1 6

自動(dòng)掃描儀啟動(dòng) √

無人機(jī)兼容性 high

全景相機(jī)兼容 √

相對精度 1 - 3

數(shù)據(jù)產(chǎn)生量 100-200MB*/ 分鐘

控制測量

原始點(diǎn)云

成果點(diǎn)云

DLG 生產(chǎn)

路線規(guī)劃

三維掃描

影像圖

收，地

集籍圖

資等

料圖紙

資料

現(xiàn)場勘察

規(guī)劃掃描行走路線

使用CAD 軟件進(jìn)行點(diǎn)云測圖

RTK 圖根測量

數(shù)據(jù)解算

控制點(diǎn)坐標(biāo)

案例手冊 傳統(tǒng)測

繪

第一次掃描用時(shí) 23 分 22 秒，掃描過程中使用 3 個(gè)控制點(diǎn)；第 2

次掃描用時(shí) 23 分 27 秒，掃描過程使用5 個(gè)控制點(diǎn)，加上前期準(zhǔn)備時(shí)

間，該村莊外業(yè)測量用時(shí)約1 個(gè)半小時(shí)。

三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 CAD 或者相關(guān)測圖軟件中，內(nèi)業(yè)人員無需

草 圖即可進(jìn)行 DLG 生產(chǎn)：

掃描完成后，將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)記錄器中下載下來，并將其拖

動(dòng)到 GeoSLAM HUB 軟件中進(jìn)行自動(dòng)處理，兩次掃描的數(shù)據(jù)

可以同步 處理，用時(shí)約 1 小時(shí)得到解算好的相對坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)

，之后用時(shí) 5 分鐘左右將控制點(diǎn)坐標(biāo)輸入進(jìn)行坐標(biāo)校正，得到最

終成果點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

第 1 次掃描數(shù)據(jù)整體精度及點(diǎn)云截圖如下

：

第 2 次掃描數(shù)據(jù)整體精度及點(diǎn)云截圖如下

：

測試案例

選取山東某村莊進(jìn)行掃描作業(yè)，該村莊面積月 3.6 萬平米。經(jīng)過

現(xiàn)場勘察，現(xiàn)場布設(shè)了 7 個(gè)控制點(diǎn)，規(guī)劃了 2 條掃描路線，并提

前聯(lián)系 了翻建或新建等變化較大的農(nóng)戶以進(jìn)行入戶掃描。

技術(shù)總結(jié)

經(jīng)過實(shí)踐測試驗(yàn)證，GeoSLAM手 持掃描儀可

以高速 高精度的進(jìn)行房地一體測圖生產(chǎn)，能夠完

美解決無人 機(jī)傾斜攝影屋檐遮擋問題，可以節(jié)省

大量的人力和時(shí) 間成本，兩種技術(shù)互相結(jié)合，從

外業(yè)測量到內(nèi)業(yè)成圖 可以流水化作業(yè)，改變傳統(tǒng)

測量流程，應(yīng)該進(jìn)行大力 應(yīng)用與推廣。

移動(dòng)測圖成功應(yīng)用于房地一體

案例手冊 傳統(tǒng)測

繪

高精度地面激光掃描應(yīng)用于地籍測量

高精度地面激光掃描應(yīng)用于地籍測量

改變你的工作方式

—Trimble TX8 激光掃描儀

傳統(tǒng)測繪·地籍

應(yīng)用背景與技術(shù)現(xiàn)狀

地籍測量是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的具有政府行為的測繪工作，是政府行

使土 地行政管理職能的具有法律意義的行政性技術(shù)行為。在國

外，地籍 測量被稱作為官方測繪。在我國，現(xiàn)階段進(jìn)行的地籍測

量工作的根 本的目的是國家為保護(hù)土地、合理利用土地及保護(hù)

土地所有者和土 地使用者的合法權(quán)益，為社會(huì)發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)計(jì)

劃提供基礎(chǔ)資料。地籍測量具有很強(qiáng)的現(xiàn)勢性，其測量工作始

終貫穿于建立、變更、 終止土地利用和權(quán)利關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化之中

。目前測量的技術(shù)手段主 要是通過全站儀觀測，需要耗費(fèi)大量的

人力和時(shí)間，對人員的技術(shù) 要求也較高，生產(chǎn)效率低下，已無法

適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展的需求。

工作流程簡述

我們在蘇州是某鄉(xiāng)村用 TX8 進(jìn)行了實(shí)地測試，由2 人組成測量

小 組沿著村中巷道靈活設(shè)站，3個(gè)小時(shí)左右完成 6 6 個(gè)測站，掃描

共計(jì)6 0 戶，即 TX8 一天可以掃描 120 戶左右。相對于全站儀測

量一個(gè)小組一天只能完成 20 戶，其外業(yè)效率可以提供 6 倍，可

以節(jié)省大 量的人員和時(shí)間成本。

天寶 TX8 激光掃描儀憑借其專利的閃電技術(shù)，最高速掃描的

同時(shí) 不損失精度和測程，一個(gè)測站的典型測量時(shí)間只需 2~3 分

鐘。TX8 標(biāo)配的 Trimble RealWorks 點(diǎn)云處理軟件可以實(shí)現(xiàn)

無標(biāo)靶自動(dòng)配 準(zhǔn)，可以讓你在外業(yè)掃描過程中，無需擺放標(biāo)靶，

任意架站，其簡單 的操作界面，可以讓你快速上手，降低學(xué)習(xí)成

本和外業(yè)人員的技術(shù) 要求，提高你的生產(chǎn)效率。

應(yīng)用產(chǎn)品 TX8 、 TRW

技術(shù)路線

控制測量

點(diǎn)云處理

DLG 生產(chǎn)

三維掃描

(測

資區(qū)

料概況

收等資

集料 )

(勘察現(xiàn)

現(xiàn)場

場評估

勘難度

察制定方

案 )

(TX8無標(biāo)靶掃描作業(yè))

(TRW 點(diǎn)云配準(zhǔn)和地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換)

(點(diǎn)云或點(diǎn)云切片輸出到EPS,

CASS 等測圖軟件進(jìn)行繪制線劃圖)

(一般采用RTK 布設(shè)圖根控制點(diǎn))

外業(yè)掃描采用無標(biāo)靶作業(yè)方式，根據(jù)現(xiàn)場情況，保證相鄰兩站有

足 夠的重疊面，沿村中街道每二三十米左右設(shè)至一站，掃描參

數(shù)設(shè)為 Level 1，每站用時(shí) 2 分鐘。當(dāng)遇到控制點(diǎn)時(shí)可以選擇將

TX8 直接 對中整平架設(shè)在上面，或者用目標(biāo)球架設(shè)，并注意量取

和記錄高度。 控制點(diǎn)數(shù)量最少 3 個(gè)，建議 4 個(gè)以上，用于檢核。

外業(yè)掃描結(jié)束后，數(shù)據(jù)會(huì)直接存儲(chǔ)在 U 盤中，并直接存儲(chǔ)為

TrimbleRealWorks 點(diǎn)云處理軟件的標(biāo)準(zhǔn)工程格式，無需轉(zhuǎn)換，直

接從T X 8 設(shè)備中取出 U 盤，將數(shù)據(jù)拷貝到電腦中雙擊 RWP 格

式的文件名稱 打開工程文件，點(diǎn)擊“全自動(dòng)配準(zhǔn)”工具，配準(zhǔn)完成后

自動(dòng)彈出配準(zhǔn)報(bào)告， 并提供目視檢查工具檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量。

另外，利用點(diǎn)云直接測圖生產(chǎn)可能需要高配置的計(jì)算機(jī)，

TrimbleRealWorks 中提供特征集工具，可以讓你從點(diǎn)云中將地

物特征點(diǎn) 提取并編碼，輸出傳統(tǒng)坐標(biāo)點(diǎn)格式，讓你以傳統(tǒng)方式進(jìn)

行內(nèi)業(yè)測圖， 降低對計(jì)算機(jī)的要求。

外業(yè)掃描

內(nèi)業(yè)處理

優(yōu)勢分析

0 1 TX8操作簡單，對人員的專業(yè)技術(shù)要求不高，

簡單培訓(xùn)即可快速上崗，讓地籍測量工作更

加 簡單。

0 2 TX8掃 描速度快，每天平均站數(shù)大于120站

， 外業(yè)效率是全站儀的6倍，是其他型號(hào)

掃描儀 的1.5倍，節(jié)省你的人員和時(shí)間成本

。

0 3 掃描數(shù)據(jù)是三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以將現(xiàn)場環(huán)境以

三維數(shù)據(jù)記錄，現(xiàn)場無需畫草圖，信息全面

無 需返工，將現(xiàn)場搬回家讓內(nèi)業(yè)人員無需

親身到 現(xiàn)場即可進(jìn)行生產(chǎn)DLG，讓外業(yè)人

員專注于 外業(yè)，內(nèi)業(yè)人員專注于內(nèi)業(yè)，流

水化作業(yè)，改 變傳統(tǒng)全站儀測量時(shí)外業(yè)人

員還需晚上加班內(nèi) 業(yè)的方式，升級(jí)優(yōu)化你

的工作流程。

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案例手冊 傳統(tǒng)測

繪

移動(dòng)測量假山涂料面積計(jì)算方案

移動(dòng)測量假山涂料面積計(jì)算方案

傳統(tǒng)測

繪

外業(yè)掃描時(shí)，只需要規(guī)劃好路線，然后單人手持掃描設(shè)備進(jìn)行數(shù)

據(jù) 采集即可。

應(yīng)用產(chǎn)品 SLAM

項(xiàng)目背景

在公園、游樂場、景區(qū)等現(xiàn)場會(huì)有大量的塑石假山或者大型的雕塑物

。 重新翻新或裝修時(shí)需要對這些區(qū)域進(jìn)行重涂涂料，在上報(bào)預(yù)算

時(shí)就 涉及需要重涂的表面積來確定需要購買的涂料數(shù)量。如何確

定假山 和雕塑的表面積是傳統(tǒng)測量的難點(diǎn)問題。

室外的區(qū)域可以使用無人機(jī)采集裸露表面，但是假山中通道繁

雜， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)無人機(jī)無法捕捉，傳統(tǒng)架站式設(shè)備采集效率又比

較慢，手 持移動(dòng)式掃描儀的優(yōu)勢在這樣的環(huán)境下就十分明顯了

。

設(shè)備和軟件

本項(xiàng)目采用的 ZEB - HORIZON 手持激光掃描儀，是來自英

國的 GEOSLAM 公司旗艦產(chǎn)品。ZEB - HORIZON 是目前移動(dòng)

掃描領(lǐng) 域中最優(yōu)質(zhì)的掃描系統(tǒng)，其采用手持移動(dòng)掃描的方式

便可實(shí)現(xiàn)對 小空間以及大空間進(jìn)行高精度高效率的掃描作業(yè)，

打破了傳統(tǒng)移動(dòng) 掃描觀念。在作業(yè)過程中便可實(shí)時(shí)自動(dòng)處理掃

描數(shù)據(jù)，使得掃描的 內(nèi)外業(yè)工作更輕量化和簡單化，為地形測量

、地下空間、室內(nèi)測量、 BIM 和地籍測量等方面提供最有效的解

決方案。

技術(shù)參數(shù)

型號(hào) ZEB - HORIZON

測程 ≥100m

掃描速度

掃描視場角

≥300,000 點(diǎn)/秒

270°X 360°

手持重量 ≤1.3kg

電池可以連續(xù)使用3.5個(gè)小時(shí)以上

相對精度 1~3cm

存儲(chǔ)空間 ≥80G，數(shù)據(jù)通過U 盤全自動(dòng)傳輸。

后處理軟件為Trimble公司全功能點(diǎn)云處理軟件-RealWorks和杰魔

GEOSLAM HUB 可以全自動(dòng)解算外業(yè)采集數(shù)據(jù)，多次任務(wù)同時(shí)

處 理，提高處理效率，并且處理過程中不需要人為干預(yù)。

軟件中可以查看點(diǎn)云成果預(yù)覽，紅色線條是掃描時(shí)的軌跡路線，

可 以通過預(yù)覽點(diǎn)云查看數(shù)據(jù)完整性，保證數(shù)據(jù)沒有盲區(qū)缺漏。

原始數(shù)據(jù)解算

預(yù)覽點(diǎn)云成果

0 1

0 2

外業(yè)掃描

內(nèi)業(yè)處理

Realworks是一款專業(yè)的點(diǎn)云處理軟件，原始數(shù)據(jù)得到后我們需

要 在TRW中進(jìn)行配準(zhǔn)，去噪，取樣等操作。

對假山的表面積計(jì)算中，我們只需要假山主體部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，

需 要將地面、裝飾物、植被等數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，得到一份純凈的

點(diǎn)云數(shù) 據(jù)。

原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量通常來講十分龐大，我們后期進(jìn)行三角網(wǎng)格建

模 時(shí)，只需要用抽稀后的點(diǎn)云就可以完整的建立模型，太多的

數(shù)據(jù) 反而會(huì)影響數(shù)據(jù)處理速度。TRW中的取樣方式有很多種，

隨機(jī)取 樣可以保證保持不規(guī)則表面的細(xì)節(jié)特征，最適合假山這

種數(shù)據(jù)的抽 稀。抽稀后的點(diǎn)云我們就可以進(jìn)入到下一款軟件中

進(jìn)行建模操作。

Geomagic可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云逆向建模，生成三角網(wǎng)格模型。對點(diǎn)云

著 色后，使用軟件內(nèi)的去噪功能，能將數(shù)據(jù)中的離散點(diǎn)刪除，

進(jìn)一步 的保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

點(diǎn)云的封裝就是將每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行連接，組成三角形面，生成網(wǎng)格

模 型。

由于外業(yè)掃描時(shí)有可能會(huì)有小部分缺漏，以及部分假山頂部太高

無 法采集，但是這些區(qū)域都可以在后期模型建立時(shí)進(jìn)行擬合補(bǔ)

充。圖 中紅色區(qū)域就是軟件根據(jù)洞口邊界曲率自動(dòng)擬合的數(shù)據(jù)

，除了底部 地面邊界不需要補(bǔ)洞，其他的都需要補(bǔ)全。

Geomagic的網(wǎng)格醫(yī)生可以自動(dòng)檢測模型中的構(gòu)建錯(cuò)誤，并且可

以 進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)，圖中紅色區(qū)域就是自動(dòng)檢測到的釘狀物、小

通道、 自相交等多種問題數(shù)據(jù)。

分析工具中，可以根據(jù)模型計(jì)算完整的表面積、體積，或者水平

截 面的表面積大小。根據(jù)這種方法得到的結(jié)果精度可靠。

TRW 加載數(shù)據(jù)

點(diǎn)云去噪

點(diǎn)云數(shù)據(jù)取樣

點(diǎn)云導(dǎo)入 GEOMAGIC 著色去噪

點(diǎn)云封裝三角網(wǎng)格模型

網(wǎng)格模型補(bǔ)洞與修復(fù)

表面積計(jì)算

0 3

0 4

0 5

0 6

0 7

0 8

0 9

項(xiàng)目總結(jié)

本項(xiàng)目中方案步驟是為了計(jì)算假山涂料面積，但其

實(shí) 也適用于地下溶洞表面積/體積計(jì)算，地形表面

積計(jì) 算等多種應(yīng)用方向，并且具有以下幾點(diǎn)明顯

優(yōu)勢：

0 1 移動(dòng)采集的數(shù)據(jù)完整程度更高，特別是

復(fù)雜 區(qū)域，多孔洞多通道環(huán)境更合適；

0 2 采集效率，數(shù)據(jù)處理效率比傳統(tǒng)方式高

數(shù) 倍；

0 3 三角網(wǎng)格模型也可以作為以后的展示成果

之 一，一次采集，多種成果；

0 4 通過三角網(wǎng)格模型計(jì)算的表面積精確度

更 高，報(bào)預(yù)算更準(zhǔn)確，可以幫甲方省錢；

0 5 單人作業(yè)，內(nèi)外業(yè)流程成熟，適用于多種

相 似環(huán)境的項(xiàng)目應(yīng)用。

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n

聊城冠縣歷史建筑測繪

文化遺產(chǎn)

項(xiàng)目背景

我公司根據(jù)聊城市國家歷史文化名城保護(hù)工作要求，運(yùn)用三維激

光 掃描技術(shù)及無人機(jī)航攝技術(shù)對冠縣體院館和大劇院兩處歷史

建筑 進(jìn)行全方位掃描、航攝，通過對三維點(diǎn)云輕量化處理，構(gòu)

建出與實(shí) 際現(xiàn)場狀況相符的 CAD 圖紙；對附近 8 0 米范圍內(nèi)的

接到運(yùn)用無 人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影記錄街容街貌，結(jié)合三維掃描技術(shù)

形成點(diǎn)、線、 面相結(jié)合的影像資料，為歷史文化街區(qū)整治施工提

供參考資料。通 過此項(xiàng)工作記錄聊城歷史文化遺產(chǎn)的真實(shí)性和

完整性，展現(xiàn)聊城冠 縣獨(dú)特的“城、市、河、湖”歷史格局；建立可

永久保存的信息數(shù)據(jù)庫， 為其保護(hù)修復(fù)與展示等工作奠定了基

礎(chǔ)，對以后的科學(xué)研究、保護(hù) 決策等均具有重要意義。

聊城冠縣歷史建筑測繪

應(yīng)用產(chǎn)品 TX8 、 TRW

在歷史建筑周圍布設(shè)相應(yīng)的控制點(diǎn)，一般為3-6個(gè)可以滿足整體

精 度需求。本項(xiàng)目使用Trimble R10 高精度GNSS接收機(jī)進(jìn)行控

制點(diǎn) 測量。

解決方案

控制測量

數(shù)據(jù)采集

本項(xiàng)目采用Trimble TX8高 速激光掃描儀進(jìn)行地面激光測量

，對室 外立面和室內(nèi)空間進(jìn)行全方位掃描，同時(shí)利用大疆無人機(jī)

對從空中 進(jìn)行頂部數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)融合使用Trimble

Realworks軟件，最 終獲取目標(biāo)建筑的全息立體三維數(shù)據(jù)。

前期工作總

結(jié)

三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處

理

真三維精細(xì)建模

三維激光掃描（整體與

局部）、紋理采集

數(shù)字展

示

數(shù)字展

示

數(shù)字展

示

局部照片處理

（除噪、拼接、優(yōu)化等) （光照及色彩還原等)

（建三角網(wǎng)、補(bǔ)洞、紋理映射)

技術(shù)路線

本項(xiàng)目工作主要分為三部分：項(xiàng)目準(zhǔn)備及外業(yè)、內(nèi)業(yè)數(shù)

據(jù) 處理和初步應(yīng)用，各階段的具體工作內(nèi)容如下所示

。

項(xiàng)

目

準(zhǔn)

備

及

外

業(yè)

內(nèi)

業(yè)

數(shù)

據(jù)

處

理

初步應(yīng)用

案例手冊 文化遺

產(chǎn)

大疆無人機(jī)影像成果

平立剖面成

果

成果展示

TX8激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)

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n

田野考古之遺址重

建

田野考古之遺址重建

項(xiàng)目背景

在某田野考古項(xiàng)目中，需要對一處新開掘的漢代石磚房進(jìn)行測量

繪 圖以及數(shù)據(jù)存檔。傳統(tǒng)的發(fā)掘圖繪制需要通過人工測量距離和

角度， 將遺址繪制在米格紙上，工序繁瑣，要求繪圖人員有深厚

的繪圖工 藝和歷史文化底蘊(yùn)。且繪制出的紙質(zhì)發(fā)掘圖容易損毀

丟失，不便于 長期保存。

對考古發(fā)掘而言，重要遺址的三維模型越來越被重視，并被視為

基 礎(chǔ)資料，通過模型做出的平面圖和剖面圖也更為準(zhǔn)確詳細(xì)。

考古隊(duì) 員期望通過新的測量手段，高效地做出遺址的網(wǎng)格模型

，進(jìn)而制作 出遺址的地形圖（等高線圖）與平面圖（能夠體現(xiàn)出

每一塊石頭）。

解決方案

本項(xiàng)目數(shù)據(jù)采集使用了 Trimble TX8 架站式三維激光掃描儀

。掃 描時(shí)采用了布設(shè)靶球的工作流程，先將標(biāo)靶球隨機(jī)分布在

周圍，再 開始掃描，后期利用靶球進(jìn)行測站拼接。

為了避免視線遮擋掃描到每個(gè)細(xì)節(jié)，從多個(gè)角度架設(shè)了 6 站。圖中

的黃色三角形是架站位置，綠色線條是掃描儀對標(biāo)靶球的觀測線

。 對于本次項(xiàng)目這樣的小范圍場景，TX8 獨(dú)有的閃電技術(shù)，能夠

在 1-2 分鐘內(nèi)完成一個(gè)測站的掃描，12 分鐘內(nèi)結(jié)束了外業(yè)測量

。

點(diǎn)云測站拼接使用的是天寶 RealWorks 點(diǎn)云處理平臺(tái)（以下簡稱

TRW）。軟件可以自動(dòng)提取掃描到的靶球，并依據(jù)靶球自動(dòng)拼接測

站。 掃描儀獲取的點(diǎn)非常多，TRW 可以按照設(shè)定的分辨率來提取

點(diǎn)云， 有效減少了數(shù)據(jù)量，提高了處理效率。10 分鐘內(nèi)，就呈

現(xiàn)出拼接好 的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

應(yīng)用產(chǎn)品 TX8 、 TRW

文化遺產(chǎn)

TRW 能對點(diǎn)云進(jìn)行自動(dòng)分類，配合便捷的分割工具，5分鐘內(nèi)呈

現(xiàn) 出興趣區(qū)域的純凈點(diǎn)云。

案例手冊 文化遺

產(chǎn)

使用 TRW 的三角網(wǎng)創(chuàng)建和編輯功能，可以生成精細(xì)的現(xiàn)場三維

數(shù) 字化模型

使用 TRW 可以自動(dòng)生成遺址地形的等高線

：

還能生成基于中心線的縱、橫斷面，并標(biāo)示二維坐標(biāo)

：

生成的圖形可以直接導(dǎo)入 Autodesk

CAD:

而實(shí)景復(fù)制技術(shù)就能避免這些問題。通過三維激光

掃 描將整個(gè)發(fā)掘現(xiàn)場都“搬”到電腦中去，不漏

過任何 細(xì)節(jié)；考古專家在千里之外也能對現(xiàn)場情

況做出評判 和指導(dǎo)；也便于遺址資料的歸檔保存

和直觀呈現(xiàn)；對 考古教育與宣傳也有著很深遠(yuǎn)的

幫助。田野發(fā)掘繪 圖，也會(huì)因?qū)嵕皬?fù)制技術(shù)的幫

助而變得簡單高效，讓 考古家快速得到現(xiàn)場三維

模型、地形圖以及平面圖， 還能避免人為錯(cuò)誤的

發(fā)生。

繪圖人對遺址理解認(rèn)識(shí)不足，從而產(chǎn)生漏

畫 和錯(cuò)畫；

繪圖人沒有實(shí)測或?qū)嶋H觀察形狀，質(zhì)檢人

員 因?yàn)椴涣私猬F(xiàn)場也無法檢核；

繪圖員沒有掌握正確的投影原理，表達(dá)方

式 不恰當(dāng)；

現(xiàn)場測量和換算的錯(cuò)誤；

工作上的疏忽，遺址解剖后，沒有把解剖

部 分補(bǔ)畫上。

優(yōu)勢總結(jié)

傳統(tǒng)田野發(fā)掘繪圖，需要通過人工測量，繪制出

遺 址的遺址圖、探方圖、發(fā)掘區(qū)圖，為了更加

直觀的 記錄和呈現(xiàn)遺址，還需要考慮透視投影

和正投影的 變化，對繪圖人的考古專業(yè)素養(yǎng)要

求非常高，必須 懂得遺址的歷史背景和文化背

景。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下 問題：

0 1

0 2

0 3

0 4

0 5

外業(yè)流

程

點(diǎn)云編輯

測站拼接

建立網(wǎng)格模型

創(chuàng)建地形圖

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n

古遺址保護(hù)三維重建應(yīng)用

項(xiàng)目背景

古遺址，具有悠久的歷史，以它獨(dú)特的風(fēng)格和傳統(tǒng)，其價(jià)值在于它是

歷史上遺留下來的東西，不可能再生產(chǎn)、再建造?，F(xiàn)有的保護(hù)手

段 包括使用傳統(tǒng)的測量工具結(jié)合攝影測量等方式進(jìn)行記錄、存檔

等工 作。但受到傳統(tǒng)手段的局限性，無法將文物的信息盡善盡美

的表現(xiàn) 出來。遺址現(xiàn)場分布的地貌地形種類多樣，隨著考古工作的

迅速發(fā)展， 對真實(shí)記錄發(fā)掘過程，獲取發(fā)掘現(xiàn)場歷史及三維空

間數(shù)據(jù)，提出了 更高的要求，為后續(xù)文物的保護(hù)與研究提供詳細(xì)、

精確的參考依據(jù)。

古遺址發(fā)掘

本次發(fā)掘采用了多種數(shù)據(jù)融合，分別運(yùn)用了無人機(jī)、大空間三維

激 光掃描儀和手持移動(dòng)三維掃描儀、采用非接觸式對古墓內(nèi)部

和外部 進(jìn)行了數(shù)字信息采集，最大程度保護(hù)存檔、對后續(xù)古墓

遺址發(fā)掘進(jìn) 行數(shù)據(jù)獲取，采集過程中對遺址進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)行數(shù)

字存檔，后續(xù)修 復(fù)保護(hù)，在任何時(shí)候都可以還原數(shù)字現(xiàn)場。

點(diǎn)云數(shù)據(jù)

利用激光測距的原理，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面

的 三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)、反射率和紋理等信息。可以快速、大量的復(fù)

制出被 測目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)，為快速

建立物體 的三維影像模型提供了一種全新的技術(shù)手段。

古遺址保護(hù)三維重建應(yīng)用

應(yīng)用產(chǎn)品 SLAM

文化遺產(chǎn)

案例手冊 文化遺

產(chǎn)

網(wǎng)格模型

網(wǎng)格模型包含曲面重構(gòu)、模型拼接等。三維模型的構(gòu)建中，曲面

重構(gòu) 是最關(guān)鍵、最復(fù)雜的一個(gè)步驟，它是利用實(shí)體的幾何拓?fù)湫?/p>

息，通過 擬合一系列的離散點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)逼近原型的近似模型。

其實(shí)質(zhì)是尋 找一種數(shù)學(xué)描述形式，通過算法擬合出目標(biāo)物體的

原始形狀。

G E O S L A M

GEOSLAM 移動(dòng)手持掃描儀是基于 S L A M 算

法 的移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)，可以不依靠

GPS 技 術(shù)動(dòng)態(tài)地測量和記錄各種環(huán)境下的空間

三維信息。 相對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其效

率有數(shù)十倍的提 升。