寫在前面

隨著城市現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，城市的基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷地擴容和增容，地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后的問題日益突出，經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)開挖路面、管線事故頻發(fā)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(fù)雜的系統(tǒng)的出現(xiàn)，肩負起0輸送和調(diào)配能源的職責(zé)，一方面避免了管線敷設(shè)、維修導(dǎo)致城市道路的反復(fù)開挖，減少了“馬路拉鏈”等問題的出現(xiàn)，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(wǎng)的維修成本，解決傳統(tǒng)地下管線維修困難的問題，也便于對市政管線的統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)。

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(fù)雜、高質(zhì)量要求，對其進行科學(xué)的管理是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。

本期案例分享中，滬敖攻城獅對電力管廊依據(jù)點云數(shù)據(jù)進行逆向建模，一方面可以使得空間關(guān)系復(fù)雜的管線在表現(xiàn)上層次清晰，第二點，則是可以在后續(xù)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(guān)部門能更容易掌握管理方法。

本次項目使用的設(shè)備是天寶Trimble X7

點擊圖片查看產(chǎn)品詳細信息

流程來啦

一、獲取點云數(shù)據(jù)

1.1 現(xiàn)場踏勘

對所需要掃描的管廊進行現(xiàn)場踏勘，確定控制點的布設(shè)位置及搬站的距離。管廊總長為450米，兩端各有一個檢修井?？刂泣c布設(shè)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(shè)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(shù)

據(jù)，經(jīng)過拼接后進行坐標匹配，完成坐標的轉(zhuǎn)換。

1.3 管廊掃描

對負二層管廊進行三維點云數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)直接存儲在工業(yè) 級 U 盤上，同時數(shù)據(jù)實時傳輸至標配軍用平板，數(shù)據(jù)雙備份保證數(shù)據(jù)安全。無需過多的人工干擾，無需原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出拷貝的時間，減少內(nèi)業(yè)拼接用時，提高內(nèi)業(yè)處理效率。 

1.5 坐標轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，使管廊數(shù)據(jù)整體轉(zhuǎn)換為絕對坐標。Trimble Perspective利用同名點標靶進行坐標轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換操作容易理解上手，無需過多的坐標轉(zhuǎn)換知識。

二、建模

在不改變用戶使用習(xí)慣的情況下，將點云數(shù)據(jù)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(yīng)畫線工具，能夠幫助客戶對點云進行快速成圖，實現(xiàn)從三維點云數(shù)據(jù)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(yè)、抽象的資料轉(zhuǎn)化成了形象、直觀的管廊三維模型，為相關(guān)部門提供真實的、可視化的模型數(shù)據(jù)，為進一步提高相關(guān)部門的規(guī)劃和施工的科學(xué)性、有效性的提供了重要參考。

三、總結(jié)

Trimble X7設(shè)備輕便，整套設(shè)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(xié)助即可完成外業(yè)的掃描作業(yè)。

X7相比于常規(guī)的掃描儀，在速度上有很大的提升，比傳統(tǒng)的全站儀效率提高更為明顯。單站作業(yè)時間繼僅需短短的90秒（含自動校準及整平作業(yè)）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(yè)作業(yè)效率。

X7配備軍用平板，可實現(xiàn)測站間的自動拼接，無需數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實時可見。相比于全站儀轉(zhuǎn)站方式，累積誤差小，測量精度得以保證，且無需布設(shè)符合導(dǎo)線，有效地解決了全站儀轉(zhuǎn)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(shè)中可以發(fā)揮巨大的作用。

地下管廊的復(fù)雜性和特殊性造成了地下管線種類繁雜，數(shù)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(lián)系緊密的特點，數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用為地下管廊的科學(xué)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(xiàn)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(shù)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(yīng)用需求的場景尤為適用，從而為數(shù)字孿生提供了真實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

之后，在此基礎(chǔ)上，可以在軟件系統(tǒng)中賦予輔以數(shù)據(jù)分析和仿真模擬，近乎實時地呈現(xiàn)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(xiàn)物理系統(tǒng)與信息空間數(shù)字化模型映射，完成虛實之間的數(shù)據(jù)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(xié)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(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量做出貢獻

更多三維掃描+建模服務(wù)，歡迎大家聯(lián)系滬小敖哦。

滬敖3D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)，擁有豐富的三維項目經(jīng)驗，公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應(yīng)用服務(wù)。

滬敖3D擁有結(jié)構(gòu)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(shù)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(chǎn)品和項目服務(wù)的完整解決方案。

滬敖3D目前主要服務(wù)于制造業(yè)（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業(yè)（建筑設(shè)計、施工、裝修等）、文化遺產(chǎn)（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質(zhì)量檢測、三維建模、逆向工程、數(shù)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(jiān)測、3D打印等技術(shù)方案。