2022地面三维激光扫描工程应用技术规程.docx

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1、 地面三维激光扫描工程应用技术规程目录1 总则12 术语和缩略语22.1 术语22.2 缩略语33 基本规定43.1 一般规定43.2 仪器要求44 数据采集与处理64.1 前期准备64.2 数据采集64.3 数据处理85 工程测绘与三维建模105.1 一般规定105.2 技术要求106 工程检测126.1 一般规定126.2 技术要求127 工程监测147.1 一般规定147.2 技术要求148 质量检验与成果归档178.1 一般规定178.2 质量检验178.3 成果归档18本标准用词说明19引用标准名录20条文说明21IIContents1 General Provisions12 Te

2、rms and Abbreviations22.1 Terms22.2 Abbreviations33 Basic Requirements43.1 General Requirements43.2 Equipment Requirements44 Data Acquisition and Processing64.1 Prophase Preparation64.2 Data Acquisition64.3 Data Processing85 Survey Mapping and 3D Modeling105.1 General Requirements105.2 Technical Req

3、uirements106 Engineering Inspection126.1 General Requirements126.2 Technical Requirements127 Engineering Monitoring147.1 General Requirements147.2 Technical Requirements148 Quality Inspection and Documents Filling178.1 General Requirements178.2 Quality Inspection178.3 Documents Filling18Explanation

4、of Wording in This Standard19Normative Standards Directory20Explanation of Standard21III1总则 1.0.1 为了规范地面三维激光扫描技术在工程领域中的应用，做到技术先进、科学合理、安全适用、确保质量，制定本规程。1.0.2 本规程适用于地面三维激光扫描技术在工程测绘与三维建模、工程检测、工程监测等领域的技术设计、数据采集、成果整理和质量检验。1.0.3 地面三维激光扫描工程应用，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。12 术语和缩略语2.1 术语2.1.1 地面三维激光扫描技术terrestri

5、al three-dimensional laser scanning technology基于地面固定站的一种通过发射激光获取被测物体表面三维坐标、反射强度等信息的非接触式主动测量技术。2.1.2 点云point cloud以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。2.1.3 标靶target用一定材质制作的具有规则几何形状的标识。该类标识在点云中能很好地被识别和测量，从而可以用于点云数据质量检查及点云配准等工作。2.1.4 点间距distance between points点云中相邻两点之间的空间距离。2.1.5 特征点feature point在点云中便于识别选取的地物角点、现状地

6、物交叉点等。2.1.6 点云配准point cloud registration把不同站点获取的点云数据变换到统一坐标系的过程。2.1.7 噪点noise point点云中由于外界因素（如光线、材质、振动等）以及仪器自身因素造成的偏离扫描目标的点。2.1.8 降噪remove noise去除噪点的过程。2.1.9 建筑模型building model表达建（构）筑物空间位置、几何形态、材质及外观效果等的三维模型。2.1.10 点云建模point cloud modeling利用软件将扫描的点云转化为模型的过程。22.1.11 纹理映射 texture mapping将纹理像素映射到模型空间的过

7、程。2.1.12 点云精度 point cloud precision反映点云误差分布的密集或离散的程度。2.2 缩略语CGCS2000China Geodetic Coordinate System2000 2000 国家大地坐标系GNSSGlobal Navigation Satellite System 全球导航卫星系统TDOMTrue Digital Orthophoto Map数字正射影像图 TIFFTag Image File Format 标签图像文件格式TINTriangulated Irregular Network 不规则三角网33 基 本 规 定3.1 一 般 规 定3.

8、1.1 地面三维激光扫描作业的大地坐标系宜采用 CGCS2000，采用地方坐标系时宜与 CGCS2000 建立联系。3.1.2 地面三维激光扫描作业的高程基准宜采用 1985 国家高程基准，采用地方高程基准时宜与 1985 国家高程基准建立联系。3.1.3 地面三维激光扫描作业用于非地形测量时，坐标系统宜采用假定坐标系。3.1.4 地面三维激光扫描作业的日期应采用公元纪年，时间应采用北京时间。3.1.5 地面三维激光扫描精度等级应以中误差作为衡量精度的指标，并以 2 倍中误差作为极限误差。3.1.6 地面三维激光扫描作业的点云精度等级应符合表 3.1.6 的规定，有特殊要求的应另行设计。表 3

9、.1.6地面三维激光扫描作业点云精度等级精度等级特征点间距中误差（mm）点位相对于临近控制点中误差（mm）适用范围工程测绘与三维建模工程检测工程监测一等35二等1530三等50100四等2002503.1.7 地面三维激光扫描工作程序宜包括前期准备、数据采集、数据处理和数据应用等。3.2 仪 器 要 求3.2.1 地面三维激光扫描仪应符合下列规定：1 仪器的精度和测程应符合实际工程的需要；2 防护等级不应低于 IP52；3 仪器宜具有双轴补偿功能；44 仪器应在检校合格有效期内；5 仪器使用的环境条件应符合仪器使用说明书的要求。3.2.2 作业前仪器检查内容和要求应符合下列规定：1 一般检查。

10、仪器外观无破损，各部件及附件齐全、匹配，仪器各个部件连接紧密且稳定，激光镜头清洁无污渍和浮尘。2 通电检查。仪器通电后能正常获取并存储数据，电源容量和存储容量符合作业时间需求，具有激光对中、双轴补偿功能的仪器作业前应进行功能检查。3 相机检查。内置同轴相机宜进行照片与点云匹配检核，排除照片与点云之间的误差；如使用外置相机，外置相机应进行相机主距、像主点、畸变参数、安装姿态等参数的标定和校准。若校准发现有偏差，需重新进行校准匹配。3.2.3 仪器校准有效期宜为 1 年，当有下列情况之一时，应送专门机构校准：1 新仪器启用前；2 超过校准有效期；3 遭受严重撞击或其它损害。54 数据采集与处理4.

11、1 前 期 准 备4.1.1 前期准备工作应包括资料收集、现场踏勘和方案制定等内容。4.1.2 资料收集宜包括项目需求书、现场照片、图纸资料等。4.1.3 现场踏勘时，应查看作业范围、控制点分布和通视条件，了解现场环境并记录风险因素。4.1.4 应根据项目委托要求、测试对象的类型、现场作业的条件等制定三维扫描技术方案，方案宜包括以下主要内容：1） 项目概况；2） 现场踏勘情况；3） 设备型号；4） 控制测量、测站布设与配准方案；5） 项目进度计划。4.2 数 据 采 集4.2.1 数据采集工作应包括控制网布设、扫描站布设、标靶布设、点云数据采集、纹理数据采集、外业数据检查等内容。4.2.2 控

12、制测量及标靶配准应符合表 4.2.2 的规定。表 4.2.2控制测量及标靶配准技术要求点云精度等级控制网标靶配准平面控制高程控制连续传递配准次数相邻两站公共标靶数量一等3，且闭合5二等二级导线 或二级GNSS 静态四等水准5，且闭合4三等二级导线 或二级GNSS 静态四等水准103四等图根导线 GNSS 静态或动态图根水准64.2.3 控制网的布设应符合下列规定：1 控制网应整体设计，分级布设；2 控制网应根据测区内已知控制点的分布、地形地貌、扫描目标物的分布和精度要求，来选定控制网等级并设计控制网的网形，并符合表 4.2.2 的规定；3 控制网布设应满足扫描站布测和标靶布测需求，控制点应进行

13、编号；4 控制网宜选在主要扫描目标物附近且视野开阔的地方；5 控制网应全面控制扫描区域，控制点应均匀分布在目标物的四周；6 控制点标志宜采用平面标靶；7 小区域或单体目标物扫描，通过标靶进行配准时可不布设控制网；标靶连续传递配准次数大于 10 次，应布设控制网。4.2.4 扫描站的布设应符合下列规定：1 扫描站应设置在视野开阔、地面稳定且通视条件好的安全区域；2 单站扫描作业的布设位置应使扫描区域最大程度地覆盖目标物；3 多站扫描作业应合理布设扫描站位置，在保证扫描成果满足任务要求的前提下减少设站数量；4 登高作业应保证有足够的设站数量及操作空间，保证设站区域或平台的稳定性。4.2.5 标靶的

14、布设应符合下列规定：1 标靶应进行编号，相邻两扫描站的公共标靶数量应符合表 4.2.2 的规定；2 标靶的布置应均匀分布在目标物的四周且高低错落，应确保不受振动或遮挡影响，明显特征点可作为标靶使用，标靶之间距离不宜小于 10m；3 扫描作业前应检查标靶的外观质量，如发现标靶反射涂层缺失严重或变形、开裂等情况应及时更换；4 仪器与平面标靶的扫描角度应不小于 50。4.2.6 点云数据采集应符合下列规定：1 仪器应在观测环境中静置至温度平衡；2 雨雪天或强光环境下不宜进行现场扫描作业；3 扫描时应设置合适的点云采集间距；4 内业数据处理中，测站的配准方式采用点云特征点的配准方式时，各站7点有效点云

15、的重叠度不宜低于 30%；5 仪器在扫描过程中出现移位、振动、死机、断电等异常情况时，应重启设备重新进行扫描。4.2.7 纹理数据采集应符合下列规定：1 纹理分辨率宜符合表 4.2.7 的规定。表 4.2.7纹理分辨率等级等级一等二等三等四等像元大小3 mm10 mm25 mm50 mm2 图像的拍摄角度应保持镜头正对目标面，无法正面拍摄全景时，应分幅正面拍摄；3 宜选择光线柔和、均匀的环境下进行拍摄，避免逆光拍摄；4 相邻两幅图像的重叠度不宜低于 30%；5 采集图像时宜绘制图像采集点分布示意图；6 纹理颜色有特殊要求时应使用辅助灯光及色卡配合拍摄。4.2.8 现场记录和检查应包括以下内容：

16、1 目标物、设站点、控制点、标靶位置分布示意图及编号；2 现场重要部位摄像或拍照；3 扫描完毕后应检查扫描数据的完整性。4.3 数 据 处 理4.3.1 数据处理宜包括点云配准、降噪抽稀、坐标转换、信息融合和特征提取。4.3.2 点云配准和坐标转换应建立统一的空间坐标系统，通过配准点的空间坐标计算坐标转换参数和残差，并应符合下列规定：1 采用标靶点配准时，标靶点应分布均匀，靶心拟合和转换后的坐标残差应小于表 3.1.6 中相应等级的点位中误差的 1/2；2 采用特征点配准时，特征点不应共线或共面，配准点和独立检核点的个数应符合表 4.3.2 的规定；83 采用迭代最近点匹配法配准时，独立检核点

17、的个数应符合表4.3.2 的规定； 点云精度等级为一等时，不得采用迭代最近点匹配法；4 连续传递配准的次数应符合表 4.3.2 的规定；5 配准点或独立检核点的坐标转换残差应小于表 3.1.6 中相应等级的点位中误差的 1/2；6 配准后相邻站点云重叠度不宜低于 20%。表 4.3.2 每站配准点和独立检核点个数及多站连续配准次数规定点云精度等级每站配准点/检核点个数多站连续配准次数标靶配准点个数特征点配准点个数独立检核点个数一等5严禁采用13 且闭合二等45 且闭合三等37310四等4.3.3 信息融合宜符合下列规定：1 信息融合宜包括激光反射强度、回波次数、色彩纹理信息等；2 融合后的点云

18、宜保存为通用数据格式。4.3.4 特征提取的步骤宜包括剔除非目标物、点云分类、人工提取或拟合计算。4.3.5 处理成果可保存为矢量图形、属性记录或栅格影像，并符合下列规定：1 矢量图形宜包括点、线、面、体、模型；2 属性记录宜与矢量数据关联；3 栅格影像宜注明投影面，比例尺等。4.3.6 点云文件的存储、处理流程复杂，宜使用高配置计算机，点云文件和配套处理程序宜同步存档以便于使用和检查。95 工程测绘与三维建模5.1 一 般 规 定5.1.1 本章适用于使用地面三维激光扫描设备测绘大比例尺地形图，测绘建（构） 筑物平面图、立面图、剖面图，以及制作各类三维模型工作。5.1.2 工程测绘与三维建模

19、应用应根据实际需要按表 3.1.6 的技术要求选用合适的精度等级。5.1.3 地形图测绘宜选用具有多次回波功能的脉冲式扫描仪，建筑测绘与三维建模宜选用具有影像采集功能的相位式扫描仪。5.2 技 术 要 求5.2.1 地形图测绘流程包括地形特征点提取、地貌数据获取、等高线生成、地形图编辑。地形图测绘应符合下列规定：1 电力线、道路、房屋、坎边等线状地物宜采用拟合线方式采集；2 管线井、独立树、电线杆等有规则形状的独立地物宜采用拟合中心的方法进行采集；3 山脊线、山谷线、坡坎等地形要素的采集位置、密度应满足相应比例尺地形图制作要求；4 点云中无法判定的地物应进行实地核查和补测。5.2.2 建（构）

20、筑物平面图、立面图、剖面图的测绘流程包括数据投影、矢量数据采集、图形编辑和图形整饰。平面图、立面图、剖面图制作应符合下列规定：1 根据选用的投影面进行投影，根据投影后的点云绘制特征线；2 根据选用的参考面和切片厚度进行点云切片,切片厚度不宜大于成果精度要求；3 对于弧形部件应采用点云拟合方式生成圆弧、椭圆弧等曲线特征线；5.2.3 三维模型制作流程包括点云分割、模型拟合、模型构建、纹理映射。三维模型制作宜符合下列规定：1 根据软硬件性能、数据规模等进行点云分割；102 规则模型可直接根据点云或提取的轮廓线、特征线进行交互式建模；对于球面、弧形面、管道等曲面模型应根据点云拟合建模；3 不规则模型

21、宜通过点云建立三角网模型进行建模，并应采用填充孔、简化、光滑等优化三角网模型；4 纹理映射可在模型和图像上选择同名点的方式进行。5.2.4 纹理映射应符合下列规定：1 模型的外观可见面应进行纹理映射；2 纹理应真实反映物体的外观效果，不得出现反光、逆光及拉伸现象；3 纹理相同的物体应采用重复纹理；4 同一区域内，各个模型纹理的整体色调、风格应协调一致，层次清晰；5 纹理的透明度和镂空效果，可通过增加纹理参数中透明度实现；6 分区制作的模型纹理应进行接边处理，接边处的模型纹理应保持一致， 接边原则为向下、向右接边。116 工 程 检 测6.1 一 般 规 定6.1.1 本章适用于工程结构及构件检

22、测中的几何尺寸、挠度、表面平整度、倾斜， 以及其它经验证符合要求的工程检测应用。6.1.2 工程检测宜采用单站扫描的点云数据。检测部位的点云数据为多站扫描数据配准而成时，应采用标靶配准，配准次数不宜大于 4 次且扫描路线应闭合。6.1.3 宜采用精度更高的量测仪器或方法，对地面式激光扫描仪在不同现场条件下扫描数据的量测结果进行校验。6.1.4 工程检测应用应根据实际需求按表 3.1.6 的技术要求选用合适的精度等级。6.2 技 术 要 求6.2.1 几何尺寸量测应符合下列规定：1 根据点云分布、形态特点、量测精度的要求，可采用获取目标物特征点坐标值、点云拟合建模、TIN 建模等方法量测几何尺寸

23、；2 采用获取目标物特征点坐标值的方式进行几何尺寸量测时，应首先确认量测位置的准确性；3 圆柱体或圆锥体、圆球体的几何尺寸宜通过点云拟合建模方法进行量测， 并应符合下列规定：1） 参与拟合的采样点间距宜小于目标物直径的 1/30；2） 应选取至少两个部位的点云数据分别进行拟合，拟合较差应小于表3.1.6 中规定的特征点间距中误差，并取平均值作为量测值；3） 量测圆柱体或圆锥体的直径时，参与拟合计算的点云切片高度不宜大于目标物直径的 1/10，切片处的点云覆盖面积宜大于切片处圆柱体或圆锥体表面积的 25%；4） 量测圆球体的直径时，参与拟合计算的球面点云覆盖面积宜大于该球体总表面积的 25%。4

24、 表面形状不规则目标物的几何尺寸，宜采用特征点坐标值直接量测或12TIN 建模后量测的方式。6.2.2 挠度量测应符合下列规定：1 目标物为圆形管状构件时，应采用点云数据拟合方式获取圆管轴心的坐标进行挠度换算；2 目标物截面形状为非圆形时，宜通过获取构件表面点云数据坐标值的方式进行量测，点云最大相邻点间距宜小于挠度允许值的 1/101/20；3 目标物为网架结构时，应采用点云数据拟合方式获取球节点形心的坐标进行挠度换算；球面点云最大相邻点间距宜小于 5mm，参与拟合计算的球面点云覆盖面积宜大于该球体总表面积的 25%。6.2.3 表面平整度量测应符合下列规定：1 表面平整度量测的点云最大相邻点

25、间距宜小于 50mm；2 宜采用目标物特征点坐标值直接量测或 TIN 建模的方法进行量测；3 构件表面凹凸深度量测可参考表面平整度的量测规定。6.2.4 倾斜量测应符合下列规定：1 可采用特征点坐标值直接量测或点云数据拟合的方法量测，宜选择相对高差最大的 2 个部位进行倾斜换算；2 当量测横断面为圆形截面的目标物倾斜时，宜采用点云数据拟合的方法， 通过获得不同高度的形心坐标值来换算目标物的倾斜率；3 当通过量测目标物外轮廓线倾斜的方式来评测目标物的倾斜时，可采用直接获取轮廓线上特征点坐标值直接进行量测，此时轮廓线处点云最大相邻点间距应小于 5mm；4 建（构）筑物的倾斜量测，当外立面转角处无明

26、显外轮廓线时，宜采用点云数据拟合的方法，通过相邻两立面延伸交会后形成轮廓线再进行量测。137 工 程 监 测7.1 一 般 规 定7.1.1 本章适用于沉降监测、水平位移监测、隧道收敛变形监测和斜坡位移监测，以及其它经验证符合要求的工程监测应用。7.1.2 监测方案除应满足 4.1.4 的要求外，还应包括监测对象的变形特点和环境条件发生异常时的应急变形监测方案。7.1.3 监测控制网布设应符合下列要求：1 监测位移变形时，应通过几何测量、卫星测量等技术建立平面或高程控制测量基准，每期测量前先进行控制网检核；2 监测几何尺寸变化时，可不设置监测控制网或控制点。7.1.4 首期测量应连续进行两次独

27、立测量。当相应两次观测数据的较差不大于极限误差时，取其算术平均值作为该项目变形测量的初始值，否则应立即进行重测。7.1.5 数据采集除应符合表 3.1.6 的精度要求外，尚应符合下列规定：1 应采取措施减少仪器系统误差影响；2 应采用与激光扫描仪配套的标靶；3 历次观测应选取相同的仪器、采集模式、角度分辨率、设站位置和数据处理方法。7.1.6 应根据气象条件、监测对象、拟合残差、抽测检核等因素对监测成果进行综合分析。7.2 技 术 要 求7.2.1 工程监测精度应符合下列规定：1 沉降观测精度宜以差异沉降变形允许值的 1/101/20 作为单站高差中误差；2 水平位移观测精度宜以位移变形允许值

28、的 1/101/20 作为单站位移量测中误差；143 隧道收敛变形观测精度不应低于 3mm；4 斜坡位移观测精度宜根据变形体的特点确定。7.2.2 监测基准点应位于变形影响区域外、分布均匀，数量不少于 4 个。平面基准点的坐标宜采用全站仪或 GNSS 设备进行检核，高程基准点宜采用水准测量方法联测。7.2.3 工程监测宜采用单站扫描的点云数据，历次监测宜在同一工作基点设站扫描作业。监测区域的点云数据为多站扫描数据配准而成时，应采用标靶配准，配准次数不宜大于 2 次。7.2.4 监测点设置与观测应符合下列规定：1 可采用固定标靶作为监测点，固定标靶的重复安装误差不应大于精度要求的 1/10，标靶

29、的识别精度不应低于精度要求的 1/3；2 当采用有明显轮廓线的目标物作为监测点时，可采用直接量测轮廓线特征点坐标值的方法，轮廓线处点云最大相邻点间距宜小于 3mm；3 当采用监测目标物的几何特征拟合监测点时，历次选取的位置应明显、一致、平整。7.2.5 监测数据处理应符合下列规定：1 沉降观测的数据处理，可采用数字高程模型等方法进行沉降变形分析， 绘制等沉降曲线、统计表格等成果；2 水平位移的数据处理，可通过比较多期扫描点云轮廓的平面坐标偏移量， 分析并绘制水平位移变化曲线；3 隧道收敛观测的数据处理，可通过在点云中提取同一里程并垂直于结构中轴线的断面，结合结构表面特点建立数据处理模型，输出包

30、括特征点的径向长度在内的断面变形数据，并进行不同期数据的比较；4 斜坡位移观测的数据处理，应剔除地表植被、建筑物等影响，可通过设置扫描参照标识、高程变化情况、迎滑坡面水平位移、剖面形态变化等指标判断位移量或通过点云整体比较发现异常区域，或设置多组纵向剖面进行剖面曲线对比分析。7.2.6 宜采用全站仪、水准仪等测量设备进行抽测验证，评定扫描数据的精度、拟合模型的适用性及监测结果准确性，抽测的期数不少于总期数的 5%。157.2.7 应及时整理监测成果，当发现异常观测值时，应加强现场巡查、加密观测频率及抽查验证，结合现场工况综合分析，及时预警防范。168 质量检验与成果归档8.1 一 般 规 定8

31、.1.1 作业成果的质量检验应包括以下内容：1 测距中误差、点位中误差、配准精度；2 模型与点云数据空间坐标信息的符合性；3 计算方法合理性、过程完整性及结果准确性。8.1.2 过程检查中发现不符合技术标准或技术方案要求时，应提出处理意见，返回作业部门进行纠正，纠正后的成果应符合方案要求。8.1.3 对作业成果应根据质量检验结果评定质量等级，质量等级分为合格和不合格。出现下列问题之一时，应判定为不合格：1 仪器未经检定或超出检定有效期；2 观测精度不满足要求；3 数据伪造或严重失真。8.1.4 作业成果的质量检验应形成记录并归档。8.2 质 量 检 验8.2.1 地形图制作质量应符合下列规定：

32、1 地形图比例尺宜选择 1：500 及以上大比例尺；2 要素的分类与代码应符合 GB/T 13923 规定；3 图式符号、注记、图面整饰应符合 GB/T 20257.1 规定；4 地形图平面和高程精度应符合 GB 50026 规定。8.2.2 建（构）筑物平面图、立面图、剖面图质量应符合下列规定：1成图比例尺宜选择 1：10、1：20、1：50、1：100；2 图式符号、注记、图面整饰应符合 GB 50104 规定；3 结构尺寸应实地检核，相对误差不应大于 1/200。8.2.3 三维建模质量应符合下列规定：171 模型尺寸宜以“m”为单位表示；2 不应出现面数为 0 的空物体；3 模型中不应

33、出现游离点、边、面及重面、破面、漏面、漏缝。8.3 成 果 归 档8.3.1 成果整理应符合下列规定：1 外业观测、数据处理记录规范、齐全；2 检查验收记录完整，各项指标明确；3 技术文档齐全、完整，内容真实，表述准确；4 各项作业记录、技术资料和成果应签署完整。8.3.2 成果归档资料应包括以下内容：1） 成果清单；2） 技术方案；3） 外业扫描数据；4） 内业数据处理记录；5） 各类成果；6） 检查验收记录；7） 其它相关资料。 18地面三维激光扫描工程应用技术规程条 文 说 明21目录1总则232 术语和缩略语242.1术语242.2缩略语243 基本规定253.1 一般规定253.2

34、仪器要求254 数据采集与处理274.1 前期准备274.2 数据采集274.3 数据处理295 工程测绘与三维建模325.1 一般规定325.2 技术要求326 工程检测346.1 一般规定346.2 技术要求347 工程监测377.1 一般规定377.2 技术要求388 成果归档与质量检验408.1 一般规定408.2 质量检验40221总则1.0.1 本条阐明了制定地面三维激光扫描工程应用技术规程的目的。三维激光扫描技术已广泛地应用于工程建设行业并发挥巨大的作用，但目前并无标准规范可依。为规范地面三维激光扫描技术在工程中的应用，统一地面三维激光扫描仪技术的作业流程、作业方法，提升地面三维

35、激光扫描设备的整体应用技术水平，促进工程测绘行业信息化水平的提高，有必要制定专门的技术规程。1.0.2 本条规定了本规程的适用范围。 本规程规定了地面三维激光扫描技术在工程应用中各个步骤的技术指标、质量要求和工作方法，提出了一套系统的技术流程，适用于工程测绘与建模、工程检测、工程监测等领域应用地面三维激光扫描设备进行的测绘测量及信息化作业。232 术语和缩略语2.1 术语术语主要是根据现行中华人民共和国测绘行业标准化指导性技术文件地面三维激光扫描作业技术规程CH/Z3017、地面激光扫描仪校准规范JJF 1406、城市三维建模技术规范CJJ/T 157、建筑变形测量规范JGJ 8 等给出的。2

36、.2 缩略语缩略语主要是根据现行中华人民共和国测绘行业标准化指导性技术文件地面三维激光扫描作业技术规程CH/Z3017、地面激光扫描仪校准规范JJF 1406、建筑制图标准GB50104 等，以及本标准的需要规定的。243 基 本 规 定3.1 一 般 规 定3.1.1 2000 国家大地坐标系，是我国法定推荐的大地坐标系。当扫描作业需要与国家大地坐标系建立联系时，建议采用 CGCS2000。3.1.2 1985 国家高程基准，是我国法定推荐的高程基准。当扫描作业需要与国家高程基准建立联系时，建议采用 1985 国家高程基准。3.1.3 为了减少误差累积与联测换算带来的不便，宜选择假定坐标系作

37、为其坐标系统。3.1.4 实际工程应用当中，往往需要获取目标物的形状或位置随时间变化的特征信息，因此地面三维激光扫描仪应采用国家统一的时间基准。3.1.5 3.1.6工程应用中，点云精度是重要的参数指标，点云精度通常用中误差来衡量。为便于工程实际应用，本规程将点云精度指标按等级进行划分，并对适用范围做出相应规定。3.1.7本条文规定了地面三维激光扫描仪工作流程。对于特殊情况，应根据实际情况确定其工作流程及相应的内容。3.2 仪 器 要 求3.2.1本条文规定了仪器的基本使用要求：2 IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统是由 IEC（INTERNATIONAL ELECTRO

38、TECHNICAL COMMISSION）所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。IP 防护等级是由两个数字所组成，第 1 个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第 2 个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。IP52 的防护范围为：完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作，在倾斜 15时，仍可防止水滴浸入。3 为保证采集数据的有效性，宜通过双轴补偿器实时对仪器的轻微变化进25行修正，使仪器始终保持水平垂直的测量状态。4 检校合格有效期是根据仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所确定，如果仪器超过检校合格有效期

39、仍继续使用，偏离标准状态的概率会显著增加。5 地面三维激光扫描仪使用时，应保证环境温度和湿度满足正常工作的要求。当超出仪器所规定的使用环境条件时，会出现运行不稳定、采集的点云数据精度下降的情况。3.2.3 本条文规定了地面三维激光扫描仪应校准的几种情况：1 新出厂的仪器，由于在生产过程中的质量控制水平不同，而且贮存运输过程会对仪器产生一定影响，为保证仪器启用时处于标准状态，应进行校准；2 依据现行国家行业标准地面激光扫描仪校准规范（JJF 1406）的相关条文，仪器校准的有效期建议不超过 1 年；3 地面三维激光扫描仪属于精密光学仪器，在遭受严重撞击或其它损害时容易偏离标准状态。264 数据采

40、集与处理4.1 前 期 准 备4.1.2 现场踏勘及制定方案前，需要通过收集资料了解项目的基本情况，以便于现场踏勘工作的开展，并为数据采集方案的制定提供依据。项目需求书主要包括项目基本情况、扫描目的、精度及分辨率、时间计划、数据采集范围等。现场照片主要包括扫描区域整体照片、地形照片、重点目标物照片等，图纸资料主要包括平面图、立面图、剖面图、地形图等。4.1.3 现场踏勘应多视角、多层次、全方位地覆盖整个数据采集区，并重点踏勘图纸资料与实际情况的符合性、控制点及标靶的布设条件、各扫描站的通视条件及可能存在的风险因素等。4.2 数 据 采 集4.2.3 控制测量是指在测区内，按测量任务所要求的精度

41、，测定一系列控制点的平面位置和高程，建立起测量控制网。控制网具有控制全局，限制测量误差累积的作用，是三维激光扫描仪控制测量及配准作业的一种重要技术手段。控制网的布设方法可按现行国家标准工程测量规范GB500026 执行。建筑工程领域控制点的标识，常采用不锈钢制作，以标志中间的十字中心坐标作为该控制点的坐标。由于地面三维激光扫描仪工作时是随机发射激光 束，点云点之间存在无坐标信息的区域，故难以准确获取该类控制点的十字中心坐标。而采用标靶作为控制点标识，可通过点云拟合的方式准确获取标靶中心点的坐标，适用于三维激光扫描仪作业的控制网布设。工程实践表明，小区域或单体目标物扫描，由于扫描站数量少，需要配

42、准的次数少，配准误差的传播能较好的控制。当标靶连续传递配准次数增多，配准误差会呈线性趋势放大并难以定量评估，为了保证配准后的整体点云精度满足作业要求，应通过控制测量的方式来减少连续传递配准次数。274.2.4 扫描站的布设是数据采集的重要工作。站位布设时应参考方案中的预设站位图并根据现场实际情况决定最终的设站位置，每个站位要充分考虑现场多种因素的影响，如振动、施工、遮挡等情况。在设站的同时也要充分做好人员及设备的安全保障，发现设站的位置存在以上影响因素时应及时进行调整。地面三维激光扫描仪的现场作业属于固定站的作业方法，单站作业时间较其它光学测量仪器长，当需要多站作业时，现场作业效率更低。为保证

43、现场实施效率，可配合其它不同款式的地面三维扫描仪共同使用，同时应保证后续数据格式的相互兼容。4.2.5 标靶布设是数据采集过程中的重要环节，标靶布设的合理对扫描后整体点云的精度具有至关重要的影响，是数据采集过程中的重要环节。标靶布设的方法可参考控制网的布设方法。标靶外形上主要分圆形标靶、方形标靶、球形标靶等，根据材料不同可分为金属标靶、非金属标靶。标靶的选用时应根据现场环境的不同采用适合的标靶形式，通常来说，球形标靶、金属标靶的配准效果较好，当现场条件有限， 只能采用粘贴平面标靶时，应将平面标靶应尽可能正对仪器的激光发射镜头。同时，两测站间的公共标靶数量对配准精度有一定程度的影响，为保证点云配

44、准精度，公共标靶数量应大于最少配准的数量要求，以防止内业点云配准过程中因部分标靶失效而造成数据配准精度的降低。同时标靶宜选择设备生产企业附带的原厂标靶。4.2.7 本条文规定了纹理数据采集的图像分辨率、纹理精度等级及其他相关技术要求。扫描对象的纹理信息应根据不同的应用需求，采用不同的方式进行采集。对于纹理要求不高，纹理信息主要用于辨识点云所属物体的特征信息时， 可采用仪器的内置数码相机在自然光源条件下进行采集。对于色彩还原及纹理细节有较高要求时，可使用高分辨率外置单反相机、外置光源及色卡等设备进行采集。4.2.8 为便于后期点云数据处理工作的开展，应在现场数据采集的同时做相关的文字、图像记录。每站数据采集完毕后应立即通过预览功能对所采集信息进行检查，主要检查数据采集范围内的目标物、标靶、控制点的点云数据是否出现缺失或出现与28目标物形态明显不符的情况，若无上述情况，方可移动仪器或配准标靶进行下一站的扫描作业，否则应补充扫描。当天外业工作结束前需对各扫描站点的扫描完成情况进行全面的检查，发现漏站的情况要及时进行补充扫描。4.3 数 据