雷射雷達掃描儀用於量尺寸（HS系列三維雷射掃描儀在城市小範圍地形測繪中的應用）
2023-07-22 05:38:41 1
一、項目需求實施單位：武漢海達數雲技術有限公司
項目單位：廣東國土測繪院現場踏勘
測試區域：廣州市天河區廣州大道北五仙橋28號
項目要求：
1.採集測繪院特徵點坐標，要求特徵點要固定，至少有三個面確定一個點
2.特徵點周圍不能有車輛、樹木等，以防被嚴重遮擋，無法採集到有效數據
3.要求靶紙清晰，無嚴重磨損，與牆面面顏色反差較大，便於識別
4.要求特徵點、靶紙均勻分布在整個測區
坐標系選擇：坐標系採用WGS84，控制點坐標為經緯度坐標。
硬體設備：
1. HS650三維雷射測量系統一套
2.全站儀 一套
配套軟體：
1.HD_3LS_SCENE軟體
2.HD PtVector軟體
圖2：HS系列高精度三維雷射掃描儀
三、精度驗證方案（一）精度驗證比對方法
以全站儀實測坐標為基準，與三維雷射掃描系統獲取的雷射點雲中提取的坐標比對，統計其精度。
（二）精度驗證測試實施
1.測試人員
測試人員共4人，分別為工測隊、海達數雲各2人。
2.查勘待測地段
根據測試場地的要求，進行現場踏勘。本次踏勘範圍為廣州市天河區廣州大道北五仙橋28號。
3.測站架設地點
本次測試的範圍為整個測繪院。該區域樓房過密，樹木過高，影響部分點雲質量，增大外業工作量。
圖3：基站架設位置選取
四、外業數據採集（一）點雲採集
採集1號站和2號站的點雲數據，為了將兩站點雲數據拼接在一起，要求兩個測站之間至少要有四個同名點。為了使靶紙在點雲上判讀起來更清晰要控制在25M以內。根據現場反射材質設置，掃描頭旋轉頻率300KHz，垂直解析度為： 0.0001°、水平解析度為： 0.0001°。
（二）標線特徵點坐標採集
用全站儀打點，採集特徵點，要求是便於識別的建築物的頂點或靶紙中心點。
圖4：靶紙點採集
（三）精度分析與對比
1.坐標提取
在HD_3LS_SCENE海達三維雷射點雲處理軟體中，提取相應特徵點的坐標，將全站儀坐標和點雲坐標錄入Excel對比分析xyz方向差值及三維距離，並分析均方差。
圖5：現場灰度圖
圖6：現場點雲圖
圖7：全站儀測點與點雲疊加
2.繪製地形圖
在HD PtVector軟體中繪製整個測繪院的地形圖，並量測對應兩點間距對比點雲間距，判定精度。
圖8：在點雲中繪製地1:500形圖
圖9：在點雲中測距示意圖
圖10：在點雲中測距示意圖
圖11：在CAD中測距示意圖
3.精度對比（示例）
由上圖可知，院部大樓的寬度（靠籃球場一側）在點雲中的距離為7.9267m，在CAD中量測1:500地形圖中量測的距離為7.9167m。兩者的差距為1cm完全滿足精度要求。
依據點雲繪製地形圖時存在的誤差主要來自以下幾個方面：
拼站誤差：掃描整個測繪院時不可能一站就能掃描完所以必須拼站。要考慮到測站之間要通視、至少需要四個同名點均勻的分布在整個測區，所以無法避免該誤差。
選點誤差：不同的內業人員在依據點雲解譯地物時會有不同的判斷，但通過點雲放大鏡後不會差別很大，客觀真實的反映該項誤差很有必要。
選擇誤差：在繪製CAD地形圖時量測兩點之間的距離和在點雲中選擇點間距也會有差異，所以也無法避免。
,
