【技术】无人机航测和三维激光扫描在老旧厂区改造项目中的应用

 前 言

随着社会需求的不断变化，经济产业也要跟着不断转型升级，国家对于环境越来越重视，导致很多工厂的倒闭和关停，从而导致大量的厂房废弃和闲置。如何利用好这些闲置的厂房，盘活这些闲置资产，发挥这些厂房应有的价值，也是当今一个重大的课题。

老旧厂房的改造，首先要有厂区的地形图，厂房的平面图和立面图，这样设计人员才能根据厂区目前现状进行设计和改造。老旧厂区，由于时间久远，很多都没有电子图纸，另外厂区这么多年也会有很多改动，所以需要对厂区现状进行测绘，才能进行厂区的改造。使用传统测绘方式：外业全站仪打点+人工绘制草图，内业展点，根据草图绘制电子图纸，效率很低，也容易出错和漏测。这些年，随着无人机航测和三维扫描仪技术的发展，全要素获取地物数据，海量的点云数据，使得在传统测绘中遇到的难题，都可以迎刃而解。

01老旧厂区改造测绘项目内容

1.1 老旧厂区改造所需测绘成果

• 整个厂区1:500地形图；
  

• 厂区内建筑物内外平面图；
  

• 厂区建筑物外立面图；
  

1.2  厂区外业测绘流程

利用GNSS RTK和全站仪对整个厂区做好控制点（控制点分布和精度）

最外圈紫色线是该项目厂区围墙，红色点为RTK做的控制点，有些显示在厂房里的点，是用全站仪在厂房内部做的控制点，为三维扫描仪拼站，赋予绝对坐标使用。这样可以把无人机航测和三维扫描仪扫描数据结合到一起使用。

控制点决定了整个测绘项目的精度，所以要遵循测绘规范，做好一定的冗余量，留一定数量的检查点，尽可能减少人为误差。譬如RTK做像控点，使用对中杆支架或三脚架，避免人为扶杆。同一个控制点，测量三次，平面误差范围控制在0.01m,高程控制在0.02m。如果误差超限，选择重新测量。

使用无人机搭载正射相机对整个厂区进行DOM和DSM数据的采集

使用大疆M300无人机搭载五镜头相机对整个厂区进行三维模型数据的采集

备注：

1. 使用谷歌，GobalMapper,奥维等软件，把所需航测的厂区制作成KML文件，根据需要，对测量区域进行适当外扩，导入到无人机遥控器中；

2. 根据航测成果的不同和对GSD精度的要求，设置无人机飞行速度，航高，航向和旁向重叠率等参数。
   

使用三维扫描仪完成对厂房外立面和厂房内部的扫描

备注：

1. 使用三维扫描仪，站与站之间拼接，最好通过使用靶球拼接，这样精度是最高的。所以外业扫描时，要考虑靶球的摆放位置；

2. 厂房的外立面要通过扫描仪扫描的点云数据，截成正射图进行勾描。所以外业扫描时，要有专人对建筑物进行拍照，帮助内业人员了解建筑物内外部的情况。
   

1.3  厂区测绘数据内业处理

通过Pix4D软件得到厂区的DOM，点云和DSM

通过Context Capture软件生成厂区三维模型

使用厂区的DOM，DSM，点云和OSGB格式三维模型数据生产1：500地形图

备注：

对于1:500这种大比例尺地形图，一定要有三维模型和点云数据作为参考，仅凭DOM是不行的。比如厂房，要求是画建筑物的主体。如果仅有DOM，因为房檐的遮挡，你是看不到房子的主体。

三维扫描仪外业数据，通过扫描仪自带软件进行拼站，赋予绝对坐标，去噪，导出通用点云格式，通过第三方软件截取厂房的立面和内外平面正射照片。

使用厂房的立面和平面照片，结合外业拍摄的照片，画厂房的外立面和内外平面

02结束语

随着无人机航测和三维扫描仪扫描技术不断地成熟，测绘方式已经从原来全站仪，RTK测量地物特征点，然后内业勾勒特征点成图，发展到无人机航测和三维激光扫描对地物全要素地理信息的获取，内业专门航测和点云软件处理多种数据格式的测绘成果（DOM，DSM，DEM，DLG，三维点云，三维模型等），可以更加真实直观地反映地物现状。但是这也带来了海量数据，如何快速的使用这些数据，不让其过多地消耗电脑配置，是下一个令人棘手的问题。鱼和熊掌不可兼得也！

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来源：天成华海 转自:GIS前沿

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