測(cè)繪，是指對(duì)自然地理要素或者地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測(cè)定、采集并繪制成圖。

而說(shuō)到工程測(cè)繪我們就不得不了解一下三維掃描技術(shù)了，三維激光掃描技術(shù)是測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命，它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。作為新的高科技產(chǎn)品，三維激光掃描儀已經(jīng)成功的在城市建筑測(cè)量、地形測(cè)繪、采礦業(yè)、工廠、大型結(jié)構(gòu)、管道設(shè)計(jì)、飛機(jī)船舶制造、公路鐵路建設(shè)、隧道工程、橋梁改建等需要測(cè)繪的領(lǐng)域里應(yīng)用。尤其是在異形面、結(jié)構(gòu)的測(cè)繪中，三維掃描對(duì)尺寸、面積、體積的測(cè)量具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，我們可以簡(jiǎn)單的理解為，三維技術(shù)就是二維的高階版，哪里需要二維圖，那么三維技術(shù)就可以應(yīng)用在哪里。

三維掃描與工程測(cè)繪之間聯(lián)系密不可分，首先我們要知道三維測(cè)繪技術(shù)的定義，三維測(cè)繪技術(shù)就是通過(guò)測(cè)量目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)，確定三維目標(biāo)的空間位置、幾何形狀和空間姿態(tài)，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維重建并盡可能真實(shí)地在計(jì)算機(jī)上再現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)。從目前的情況來(lái)看，我國(guó)的三維測(cè)繪大多屬于 2+1 維理論建立起的三維測(cè)繪體系，即利用二維確定目標(biāo)的平面位置，一維確定目標(biāo)的高度。

三維激光掃描測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合，在大范圍數(shù)字高程模型的高精度實(shí)時(shí)獲取城市三維模型重建、局部區(qū)域的地理信息獲取等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，因此三維掃描在工程、環(huán)境檢測(cè)和城市建設(shè)等方面均有成熟的應(yīng)用實(shí)例，如斷面三維測(cè)繪、繪制大比例尺地形圖、災(zāi)害評(píng)估建立30城市模型、復(fù)雜建筑物施工、大型建筑的變形監(jiān)測(cè)等。

下面列舉2個(gè)案例，供大家有個(gè)直觀的了解。

一、三維掃描設(shè)備應(yīng)用于隧道施工

在工程施工方面，工程量和工程的復(fù)雜性越來(lái)越高，對(duì)工程的施工技術(shù)要求也隨之增高。例如隧道的施工建設(shè)，如今隧道的施工及檢測(cè)都有了更加科學(xué)的方法，通過(guò)三維掃描技術(shù)可以快速測(cè)量與分析任意斷面，不僅降低了人員與設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，最主要的是可以在陰暗沒有光照的隧道中用激光點(diǎn)云完成掃描工作。三維激光掃描技術(shù)可以采集大量的目標(biāo)物表面三維點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸式測(cè)量方式，在進(jìn)行隧道檢測(cè)時(shí)，三維激光掃描儀能夠主動(dòng)發(fā)射掃描光源，通過(guò)采集大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以快速的構(gòu)建物體的真實(shí)形態(tài)、真實(shí)、準(zhǔn)確、清晰的表示。

二、三維掃描設(shè)備在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用

采用三維激光掃描測(cè)量技術(shù)，可以生成更方便傳輸、處理、展示、共享的城市建筑、街道及附屬物模型、建筑立面圖等數(shù)字化產(chǎn)品，為建筑設(shè)計(jì)、城市改造、安全管理、消防應(yīng)急等快速提供精度高、圖形化、方便使用的數(shù)字化測(cè)量成果。

目前比較好用的地面三維掃描設(shè)備有美國(guó)Trimble TX8 、美國(guó)法如Faro等，這些設(shè)備由于內(nèi)置全景相機(jī)，可進(jìn)行全景紋理采集，如果需要更為細(xì)節(jié)的部分，則可以采用照片拍照后在三維模型構(gòu)建中使用紋理貼圖。至于例如街道兩側(cè)建筑物和樹密布等通視條件較差的情況，可以使用設(shè)備的全自動(dòng)無(wú)標(biāo)靶拼接技術(shù)，適當(dāng)縮短掃描測(cè)站間隔，并在視線困難區(qū)域加設(shè)掃描測(cè)站。以Trimble ＲealWorks為例，該 軟件提供了“建模”模塊，可創(chuàng)建或根據(jù)點(diǎn)云擬合模型。一般類似的按方案會(huì)包含建筑立面圖、點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)。

此類地面三維掃描項(xiàng)目可對(duì)城市中心復(fù)雜高差建筑進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集、后期處理及成果展示，三維激光掃描測(cè)量逆向建模技術(shù)覆蓋城市市政要素，適合復(fù)雜、品類多且更新頻率高的街區(qū)、商鋪、綠植、道路及其附屬設(shè)施等的市政測(cè)量應(yīng)用。

我們可以看到三維激光掃描相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量具有以下優(yōu)勢(shì):

1)精度高

三維激光掃描技術(shù)精度可達(dá)到毫米級(jí)。

2)采集信息量大

三維激光掃描按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行空間掃描, 點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)拼接后得到大量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō), 從拼接后的點(diǎn)云中, 我們可以量取立交橋的凈高、交通標(biāo)志牌的內(nèi)容等細(xì)部信息, 而無(wú)需外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。

3）采集過(guò)程簡(jiǎn)單安全

在市政工程測(cè)量地形圖測(cè)繪中, 我們往往需要測(cè)量立交橋的高程、高速公路路中的高程, 采用傳統(tǒng)的方法, 危險(xiǎn)性大且不方便。利用三維激光掃描技術(shù), 無(wú)需技術(shù)人員站在道路中央就可以準(zhǔn)確采集到十分重要的路中的高程信息, 立交橋的梁底高程也可在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中直接量取, 保障了人員安全。

4）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)后處理能力

從采集來(lái)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中進(jìn)行虛擬測(cè)量, 提取出重要的特征點(diǎn), 方便快捷。在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上, 完成對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的三維建模, 生成不規(guī)則三角網(wǎng)。在三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上就可以迅速地生成精確的橫斷面和縱斷面圖, 減少了工序, 有可能改變作業(yè)流程。

上海滬敖信息科技有限公司是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)。公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理等一系列服務(wù)。滬敖擁有手持三維掃描儀、小空間三維掃描儀、地面三維激光掃描儀、無(wú)人機(jī)實(shí)景三維系統(tǒng)、3D打印機(jī)等多種技術(shù)手段，是行業(yè)內(nèi)知名設(shè)備的簽約合作伙伴。從幾厘米到幾十米的對(duì)象、或從幾米到上千米的三維空間，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)的完整解決方案。