CHZ-3017-2015-地面三维激光扫描作业技术规程.pdf
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4.1.3自定义参考系
根据需要可自定义平面坐标系和高程基准。
地面三维激光扫描作业的日期应采用公元纪年,时间应采用北京时间。
公共安全标准4.3点云精度及技术指标
表1地面三维激光扫描点云精度与技术指标
注:一等不宜通过控制点进行配准
地面三维激光扫描总体工作流程应包括技术准备与技术设计、数据采集、数据预处理、成果制 量控制与成果归档。
作业前应收集下列资料,并进行适用性分析: 测区以及周边的控制成果资料; b 测区1:500~1:2000比例尺地形图、数字高程模型、数字正射影像图、设计图、工图等; C 测区其他相关资料。
现场踏勘应符合下列规定: 实地了解作业区域的自然地理、人文及交通状况; 核对已有资料的真实性和适用性; c)根据测区情况选择控制网和扫描站的布设方式
仪器应符合下列规定: 仪器设备应在检校合格有效期内,采用的软件应经过测试并在技术管理部门备案; b 应根据项目要求按表1选择相应的作业等级,地面三维激光扫描仪的主要技术要求应符合表2 的要求:
根据项目的规模和工期要求,可选择符合要求的单一类型地面三维激光扫描仪,也可选择符 合要求的多种类型地面三维扫描仪混合使用,但应顾及后续数据处理软件的兼容性
表2地面三维激光扫描仪主要技术要求
5.3.2地面三维激光扫描作业前检查
5.3.2.1一般检查
地面三维激光扫描仪各部件及附件应齐全、匹配,仪器各个部件应连接紧密且稳定,具有对 的地面三维激光扫描仪应进行对中功能检查。
5.3.2.2通电检查
地面三维激光扫描权、同轴相机通电后应能正常获取数据,电源容量和内存容量应满足作业 求。
5.3.2.3外置同轴相机参数检查
相机应进行相机主距、像主点、畸变参数、相对于扫描仪的安装姿态参数的标定。
5.4.1设计原则与内容
技术设计应根据项目要求,结合已有资料、实地踏勘情况及相关的技术规范,编制技术设计书。 技术设计书的编写应符合CH/T1004的规定。 技术设计书的主要内容应包括项目概述、测区自然地理概况、已有资料情况、引用文件及作业依 据、主要技术指标和规格、仪器和软件配置、作业人员配置、安全保障措施、作业流程。
5. 4. 2 项目概述
5.4.3测区自然地理概况
根据需要说明与设计方案或作业有关! 内容可包括作业区地形概况、地 困难程度、气候状况、交通状况,必要时收集测区的工程地质与水文地质资料。
5.4.4已有资料情况
CH/Z30172015
5.4.5引用文件及作业依据
的标准、规范和其他技术文件,及项目委托方提
5.4.6主要技术指标和规格
说明采用的平面基准、高程基准和精度指标,成果的比例尺、格式和提交形式等内容。
说明采用的平面基准、高程基准和精度指标,成果的比例尺、格式和提交形式等内容
5.4.7仪器和软件配置
确定满足工作需要的地面三维激光扫描仪、全站仪、GNSS接收设备、水准仪、数码相机、便携式 电脑、存储介质的类型和数量及数据处理软件,应配备安全筒、遮阳伞等防护装备。特殊作业环境时, 所选仪器设备应满足安全要求。
5.4.8作业人员配置
5.4.9安全保障措施
安全保障应满足下列要求: a)仪器长时间暴露于太阳强光照射环境中时,应为仪器遮阳; b) 高空作业时,应保证仪器、人身安全: C 仪器作业时,应避免人眼直视激光发射头; d)作业员人身安全还应符合CH1016的规定。
作业流程应包括下列内容: a) 控制测量; b) 扫描站布测、标靶布测; c) 点云数据及纹理图像采集; d) 数据预处理; e) 成果制作; f)质量控制与成果归档。
数据采集流程包括控制测量、扫描站布测、标靶布测、设站扫描、纹理图像采集、外业数据检查、 数据导出备份(见图1)
6. 2. 1控制网布设
控制网应整体设计,分级布设,并应符合下列规定: 控制网应根据测区内已知控制点的分布、地形地貌、扫描目标物的分布和精度要求,选定控 制网等级并设计控制网的网形; 控制网布设应满足6.3扫描站布测和6.4标靶布测需求; 控制点宜选在主要扫描目标物附近且视野开阔的地方; 1 控制网应全面控制扫描区域,在分区进行扫描作业时,还应对各区的点云数据配准起到联系 和控制误差传递的作用; 小区域或单体目标物扫描,通过标靶进行闭合时可不布设控制网,但扫描成果应与已有空间 参考系建立联系。
控制网观测应符合下列规定: a)一等点云精度的控制测量应单独设计,其他等级应按照表3规定选择控制测量观测方法:
表3控制测量观测技术要求
扫描站的布设应符合下列规定: a)扫描站应设置在视野开阔、地面稳定的安全区域; b)扫描站扫描范围应覆盖整个扫描目标物,均匀布设,且设站数目尽量减少 c)目标物结构复杂、通视困难或线路有拐角的情况应适当增加扫描站; d)必要时可搭设平台架设扫描站。
6. 3. 2担描站坐标观测
6. 4. 1标靶制作
示靶制作要求及示例参见
6. 4. 2 标靶布设
标靶布设应符合下列规定: a)标靶应在扫描范围内均匀布置且高低错落; b)每一扫描站的标靶个数应不少于4个,相邻两扫描站的公共标靶个数应不少于3个; c)明显特征点可作为标靶使用。
6. 4. 3 标靶测量
标靶观测应符合下列规定: a)在需要测量标靶三维坐标时,应在同一控制点上观测两测回,或在不同控制点上施测两次 平面、高程较差应不大于2cm,取平均值作为最终成果; 按四等点云精度作业时,标靶平面测量可采用RTK进行测量,并应符合相应等级技术要求。
点云数据采集应满足下列要求: a)作业前应将仪器放置在观测环境中30分钟以上; b)扫描作业时,应符合下列规定:
1)按照表1设置点间距或采集分辨率,按照6.3.1节的要求布设扫描站点,并应满足相邻 扫描站间有效点云的重叠度不低于30%,困难区域不低于15%的要求; 2) 应根据项目名称、扫描日期、扫描站号等信息命名扫描站点,存储扫描数据,并在大比 例地形图、平面图或草图上标注扫描站位置: 3) 设有标靶的扫描站应进行标靶的识别与精确扫描; 4 扫描过程中出现断电、死机、仪器位置变动等异常情况时,应初始化扫描仪,重新扫描, 扫描作业结束后,应将扫描数据导入电脑,检查点云数据覆盖范围完整性、标靶数据完整性 和可用性。对缺失和异常数据,应及时补扫
纹理图像数据采集应符合下列规定: a)纹理图像投影像元应符合表4的规定:
纹理图像数据采集应符合下列规定:
表4纹理投影像元技术规定
图像的拍摄角度应保持镜头正对目标面,无法正面拍摄全景时,应先拍摄部分全景,再逐个 正对拍摄,后期再合成; 宜选择光线较为柔和、均匀的天气进行拍摄,避免逆光拍摄,能见度过低或光线过暗时不宜 拍摄; 相邻两幅图像的重叠度应不低于30%; e)采集图像时应绘制图像采集点分布示意图; f)纹理颜色有特殊要求时可使用色卡配合拍摄,
根据不同的作业方法,可选择控制点、标靶、特征地物点进行点云数据配准,并应符合下列规定: a)当使用标靶、特征地物点进行点云数据配准时,应采用不少于3个同名点建立转换矩阵进行点 云配准,配准后同名点的内符合精度应不低于表1中特征点间距中误差的1/2; b)当使用控制点进行点云数据配准时,二等及以下应利用控制点直接获取点云的坐标进行配准
坐标系转换应符合下列规定: a)应采用不少于3个分布均匀的同名点,通过七参数模型进行坐标系转换,转换时宜固定! 因子,转换残差应小于表1中点位相对于临近控制点中误差的1/2; b)小范围或单一扫描且标物可采用一个已知点和一个已知方位进行坐标系转换
降噪与抽稀应符合下列规定:
a)点云数据中存在脱离扫描目标物的异常点、孤立点时,应采用滤波或人机交互进行降噪处理; b)点云数据抽稀应不影响目标物特征识别与提取,且抽稀后点间距应满足表1的要求。
图像数据处理应包括图像色彩调整、变形纠正、图像配准、格式转换,并应符合下列规定: a)图像出现曝光过度、曝光不足、阴影、相邻图像间的色彩差异等现象时,应进行色彩调整保 持图像反差适中、色彩一致; b 使用色卡时,应参照色卡进行色彩调整; C 因视角或镜头畸变引起变形影响使用时,应对图像的变形部分作纠正处理; d 图像配准时,应保证图像细节表现清晰,无配准镶嵌缝隙; 宜将处理后的图像转换为通用的文件格式; 处理后的图像应与实地情况相符,真实反映实际材质的图案、质感、颜色及透明度
选择点云对应的图像数据,根据相机与扫描仪的姿态参数制作彩色点云,制作完成的彩色点 像重叠区域应无明显色彩差异。
8. 1.1 制作流程
莫型制作流程包括点云分割、模型制作、纹理映
8. 1. 2 制作要求
三维模型分为规则模型和不规则模型,模型制作应符合下列规定: a) 点云可根据数据规模、软硬件性能、精度要求等因素进行分割; b 规则模型制作应符合下列规定: 1)可利用点云数据或已测平面图、立面图、剖面图进行交互式建模; 2)对于球面、弧面、柱面、平面等规则儿何体应根据点云数据拟合模型 3) 模型制作应符合CJJ/T157的要求。 C 不规则模型制作应符合下列规定: 通过点云构建三角网模型,并应采用孔填充、边修补、简化、细化、光滑处理等方法优 化三角网模型; 2) 表面为光滑曲面的可采用曲面片划分、轮廓线探测编辑、曲面拟合等方法生成曲面模型, d) 纹理映射可采用在模型和图像上选定同名点对的方式进行,并应符合下列规定: 1 应选择位置明显、特征突出、分布均匀的同名点; 2) 同名点应不少于4对; 3) 各同名点应不在同一条直线上或近似同一平面内; 4 纹理映射后,图像与模型应无明显偏差
8. 2. 1 制作流程
DEM制作应包括地面点提取、特征点线提取、三角网构建、DEM内插、DEM数据编辑、DEM数据接边、 DEM数据镶嵌和裁切、数据存储等。
8. 2. 2 制作要求
DEM的制作应符合下列规定: a)对落于地面的点,可采用滤波或人机交互的方式提取; b 对地表点云缺失的区域,依据实际情况宜采用量取点云距地面的高度计算地面点,也可采用 内插方式,若缺失区域仍不满足制作要求,应进行补测; C 根据成图比例尺,利用地面点云和图像数据进行特征点线提取; d)DEM制作及精度要求应符合CH/T9008.2、CJJ/T8的相关规定。
8. 3. 2 制作要求
依据点云和图像数据情况,可采用分类拟合或人机交互方式提取特征点线制作DLG,并应符合下列 规定: a DLG宜选择1:500及以上大比例尺; 要素的分类与代码应符合GB/T13923的要求; C 管线井、独立树、电线杆等有规则形状的独立地物,宜采用拟合中心的方法进行采集; d 电力线、道路、房屋、河流、土坎等线状地物,宜采用拟合线的方法进行采集; e) 根据成图比例尺和地形类别,或项目要求确定等高距,利用地面点云提取地面高程、内插生 成等高线; f 对内业无法判定的地物应进行外业核查和补测: 名 图幅整饰应符合CH/T9008.1的规定。
DOM制作流程包括模型投影或点云投影、图像输出、图像镶嵌、图像裁
DOM制作流程包括模型投影或点云投影、图像输出、图
8. 4. 2 制作要求
应采用经纹理映射的三维模型或彩色点云进行TDOM制作,并符合下列规定: a)TD0M比例尺宜选择1:10、1:20、1:50、1:100; b 制作完成的TDOM空间分辨率不应大于图上0.1mm; C 对于点云完整、无缺失的区域,可采用彩色点云直接投影生成TDOM; d) 图像输出时应考虑成果的比例尺,TDOM输出打印分辨率不应小于300dpi e TDOM宜以TIFF格式存储。
应采用经纹理映射的三维模型或彩色点云进行TDOM制作,并符合下列规定: a)TD0M比例尺宜选择1:10、1:20、1:50、1:100; D 制作完成的TDOM空间分辨率不应大于图上0.1mm; 对于点云完整、无缺失的区域,可采用彩色点云直接投影生成TDOM; 图像输出时应考虑成果的比例尺,TDOM输出打印分辨率不应小于300dpi; ) TDOM宜以TIFF格式存储。
8.5 平面图、立面图、部面图制作
CH/Z30172015
平面图、立面图、剖面图可利用点云、三维模型或TDOM进行制作,流程应包括数据投影、矢量数 据采集、图形编辑和图形整饰。
8. 5. 2 制作要求
平面图、立面图、剖面图制作应符合下列规定: a)比例尺宜选择1:10、1:20、1:50、1:100; b 采用的TDOM比例尺不应小于成果比例尺; C 根据选用的投影面进行点云投影; d 点云可根据软硬件性能、精度要求和数据规模等进行分割; e) 根据投影后的点云绘制特征线; 点云部分缺失无法准确获取结构尺寸时,可根据露明部分尺寸推算隐蔽尺寸,推算结果应特 别说明; g 比例尺、图示符号、注记、整饰等应符合GB50104相关规定; h 结构尺寸应实地检核,相对误差应不大于1/200。
8.6表面积和体积计算
表面积和体积计算流程包括点云提取、三角网构建、表面积和体利
表面积和体积计算流程包括点云提取、三角网构建、表面积和体利
8. 6. 2 计算要求
计算可采用构三角网或方格网方法进行,并应符合下列规定: a)用于计算的点云应能完整反映对象特征、分布均匀; b)根据工程项目的要求,设定用于计算的点云格网大小,并应符合表5的规定;
b)根据工程项目的要求,设定用于计算的点云格网大小,并应符合表5的规定
表5格网划分技术要求及适用范围
立进行两次独立计算,相对较差应不大于3%,取
质量控制应符合下列规定: a)质量检查验收应符合GB/T24356、GB/T18316的规定,且满足技术设计书的要求 b)地面三维激光扫描作业成果检查验收应进行二级检查、一级验收。
点云数据质量检查的内容应包括
点云重叠度、完整性; b) 点云密度; 点云噪声; g d) 点云相对精度、绝对精度; e)点云颜色信息。
a) 点云重叠度、完整性; b) 点云密度; c) 点云噪声; d)点云相对精度、绝对精度; e点云颜色信息。
DEM质量检查的内容应包括: a)DEM格网与点云数据符合性; b)CH/T9008.2规定的DEM其他质量检查内容。
DLG质量检查的内容包括: a)DLG特征点、线与点云数据符合性; DLG高程点与点云数据一致性; CH/T9008.1规定的DLG其他质量检查内容。
9. 2. 4 三维模型
三维模型质量检查内容包括: a)规则模型 1)模型与点云数据符合性; 2)CJJ/T157规定的其他三维模型质量检查内容。 b 不规则模型 1)模型与点云数据符合性; 2) 模型细节表达合理性; 3) 模型表面完整性; 4)模型纹理。
9. 2. 5TDOM
TDOM质检检查内容包括: a)TDOM与点云数据或三维模型的符合性: b 坐标系统、高程基准和投影参数; C 平面绝对位置中误差; d 数据格式、数据组织和文件命名、原始数据使用和影像分辨率等正确性; e 影像色调和反差、清晰度和纹理表现、拼接和接边质量、外观质量和影像色彩等: f)CII/T8规定的TDOM其他质量检查内容。
9.2.6平面图、立面图、部面图
工程质量标准规范范本平面图、立面图、部面图的质量检查内容包括: a)图轮廓线与点云数据符合性; b)结构完整性; c)构件搭接关系正确性; d)文字描述、尺寸标注齐全:
CH/ZA30172013
9.2.7表面积、体积计算
2.7表面积、体积计算 表面积、体积计算质量检查的内容包括: a)三角网或格网数据与点云数据符合性; b)计算要素的完整性;
9.3.1成果归档要求
9. 3.2成果归档内容
成果归档资料应包括以下内容: a) 成果清单; b) 点云数据、DEM、DLG、三维模型、TDOM和平面图、立面图、剖面图及表面积、体积计算成果 c) 控制测量与计算资料; d) 标靶布设与测量资料; e) 外业扫描记录; f) 内业数据处理记录; g) 技术设计书; h) 技术总结书; i) 检查报告与验收报告; 其他相关资料
灌注桩标准规范范本附录A (资料性附录) 标靶制作要求及示例
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