寫在前面

隨著城市現代化的不斷發展，城市的基礎設施也在不斷地擴容和增容，地下基礎設施建設滯后的問題日益突出，經常出現反復開挖路面、管線事故頻發等問題，此需要對地上和地下空間進行更合理利用。

而地下管廊這一集成了各種管線的龐大而復雜的系統的出現，肩負起0輸送和調配能源的職責，一方面避免了管線敷設、維修導致城市道路的反復開挖，減少了“馬路拉鏈”等問題的出現，降低因道路的開挖對居民生活的影響。另一方面，管廊使城市地下空間得到了充分的利用，有效的減少市政管網的維修成本，解決傳統地下管線維修困難的問題，也便于對市政管線的統一管理與協調。

可以說，地下管廊延伸到城市的每一個角落，是城市的命脈。也正是因為地下管廊的復雜、高質量要求，對其進行科學的管理是一項嚴峻的挑戰。

本期案例分享中，滬敖攻城獅對電力管廊依據點云數據進行逆向建模，一方面可以使得空間關系復雜的管線在表現上層次清晰，第二點，則是可以在后續的真實模型中進行碰撞檢測，使管線布置更加合理，讓然由于其能真實、完整地描述真實世界，使得相關部門能更容易掌握管理方法。

本次項目使用的設備是天寶Trimble X7

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流程來啦

一、獲取點云數據

1.1 現場踏勘

對所需要掃描的管廊進行現場踏勘，確定控制點的布設位置及搬站的距離。管廊總長為450米，兩端各有一個檢修井。控制點布設在負一層檢修平臺上，負二層為地下管廊位置。考慮到點云密度及拼接精度的影響，搬站距離控制在 10 米左右。

1.2 控制點掃描

利用全站儀免棱鏡測量的方式，測得兩端檢修平臺上的八個圖根控制點。將X7架設在控制點附近對控制點進行掃描，無需用全站儀引點到負二層管廊中。X7掃描負一層和負二層數

據，經過拼接后進行坐標匹配，完成坐標的轉換。

1.3 管廊掃描

對負二層管廊進行三維點云數據采集，間隔 10 米進行搬站。X7單站掃描時間僅為2分半鐘（包含高清全景影像拍攝）

1.4 測站數據全自動拼接

X7掃描儀具有全自動校準、全自動整平、全自動拼接等獨特功能，原始數據直接存儲在工業 級 U 盤上，同時數據實時傳輸至標配軍用平板，數據雙備份保證數據安全。無需過多的人工干擾，無需原始數據導出拷貝的時間，減少內業拼接用時，提高內業處理效率。 

1.5 坐標轉換

將掃描儀掃描的控制點與全站儀測得的控制點進行坐標轉換，使管廊數據整體轉換為絕對坐標。Trimble Perspective利用同名點標靶進行坐標轉換，轉換操作容易理解上手，無需過多的坐標轉換知識。

二、建模

在不改變用戶使用習慣的情況下，將點云數據庫無縫加載在第三方軟件平臺中，支持快速定義坐標系、快速切片、自適應畫線工具，能夠幫助客戶對點云進行快速成圖，實現從三維點云數據中到二維圖形的繪制。

通過以上三維掃描+建模的方式，我們將專業、抽象的資料轉化成了形象、直觀的管廊三維模型，為相關部門提供真實的、可視化的模型數據，為進一步提高相關部門的規劃和施工的科學性、有效性的提供了重要參考。

三、總結

Trimble X7設備輕便，整套設備一個背包即可完成運輸，無需額外的配件，單人即可進入狹窄 的地下綜合管廊，無需多人協助即可完成外業的掃描作業。

X7相比于常規的掃描儀，在速度上有很大的提升，比傳統的全站儀效率提高更為明顯。單站作業時間繼僅需短短的90秒（含自動校準及整平作業）即可采集完畢，無需照準點位即可測量，操作簡單便捷，極大地提高外業作業效率。

X7配備軍用平板，可實現測站間的自動拼接，無需數據進入到后處理軟件中進一步處理，Trimble Perspective利用重疊部分進行精準拼接，數據實時可見。相比于全站儀轉站方式，累積誤差小，測量精度得以保證，且無需布設符合導線，有效地解決了全站儀轉站誤差累積大的問題。

寫在后面

建立地下管廊的三維模型，在城市地下管線的建設中可以發揮巨大的作用。

地下管廊的復雜性和特殊性造成了地下管線種類繁雜，數量眾多的特點，并且由于地下管廊空間層次分明，地上地下聯系緊密的特點，數字孿生系統的應用為地下管廊的科學管理提供了良好的解決方案。

例如本案例中的電力管廊，以往使用的是基于二維的管理模式，使用平面的線要素來描述管線段，抽象化的圖形圖像與現實場景不符，較難進行一體化的空間分析和管理。我們采用激光掃描儀對實體進行三維掃描，形成與實物裝置完全一致的點云圖，再在輔助軟件的幫助下由人工依托點云進行建模的方法，可以快速、便捷、準確的在數字空間對物理實物建立3D模型，保證了孿生模型具有高保真、高可靠、高精度的特征，對于地下管廊這種具有高精度應用需求的場景尤為適用，從而為數字孿生提供了真實的基礎數據。

之后，在此基礎上，可以在軟件系統中賦予輔以數據分析和仿真模擬，近乎實時地呈現物理實體的實際情況, 并通過虛實交互接口對物理實體進行控制。

從而實現物理系統與信息空間數字化模型映射，完成虛實之間的數據和信息的連接。

對地下管廊的有效管理，可以消除由于難以協同管理而造成的資源嚴重浪費和對城市市容、交通和居民生活等的不良影響，為保障城市安全、提高城市綜合承載能力和城鎮化發展質量做出貢獻

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滬敖3D是一家致力于三維數字化行業解決方案的技術型企業，擁有豐富的三維項目經驗，公司以行業應用為出發點，為客戶提供三維數字化采集、三維數據處理、三維數據管理等一系列應用服務。

滬敖3D擁有結構光拍照式三維掃描儀、手持三維掃描儀（大小空間）、地面三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影測量、3D打印等多種技術手段，從幾厘米到幾百米的物體或三維空間，從幾個微米到幾個厘米的精度，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產品和項目服務的完整解決方案。

滬敖3D目前主要服務于制造業（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業（建筑設計、施工、裝修等）、文化遺產（博物館、古建筑、考古等）、數字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監測、3D打印等技術方案。