汪永紅，張陽(yáng)陽(yáng),門(mén)林杰，陳亞偉，張治國(guó)，郝　偉

(1. 甘肅省國(guó)土資源規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730000； 2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

Trimble SX10影像掃描儀是集測(cè)量、影像和高速三維掃描于一體的革命性解決方案，具有3大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，分別為：Trimble Lightning 3DM線掃描技術(shù)，保證了每秒26 600個(gè)點(diǎn)的測(cè)量速度及1.5 mm的測(cè)量精度；Trimble VISION多鏡頭提供了影像獲取技術(shù)，改變了傳統(tǒng)全站儀目鏡瞄準(zhǔn)等方式，SX10完全以影像方式進(jìn)行瞄準(zhǔn)再測(cè)量；Trimble Advanced Autolock高級(jí)鎖定跟蹤技術(shù)，保證鎖定目標(biāo)并持續(xù)全站儀測(cè)量工作。目前，雖然三維激光掃描儀在測(cè)量領(lǐng)域有所應(yīng)用,但是對(duì)于地形復(fù)雜的山區(qū)，單純的三維激光掃描儀不能直接獲取帶地理坐標(biāo)的測(cè)繪數(shù)據(jù)，需要內(nèi)業(yè)軟件的數(shù)據(jù)拼接和地理配準(zhǔn)，這樣的工作流程反而增加了作業(yè)的難度。但是Trimble SX10這種具備測(cè)量流程功能的掃描儀非常適用于地形變化較大的區(qū)域，外業(yè)和內(nèi)業(yè)簡(jiǎn)單高效，能夠很好地解決地形復(fù)雜山區(qū)測(cè)繪的一系列問(wèn)題。

1　測(cè)區(qū)概況

肅北大敖包溝銅鎳礦普查項(xiàng)目為甘肅省礦產(chǎn)資源勘查重點(diǎn)項(xiàng)目之一，肅北大敖包溝礦區(qū)海拔高、地形起伏大，大部分為懸崖、深溝等測(cè)繪人員無(wú)法到達(dá)的危險(xiǎn)地形，與外界交通不便，人員進(jìn)出較為困難，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)出現(xiàn)意外情況難以及時(shí)處理。由于時(shí)間緊、任務(wù)重，常規(guī)的全站儀、GPS RTK測(cè)繪方法很難完成。三維激光掃描儀采集數(shù)據(jù)均勻，無(wú)需人工操作，效率高，在三維立體建模、模型準(zhǔn)確度及數(shù)據(jù)處理等方面均具有較大的優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描技術(shù)最基本的應(yīng)用之一就是地形圖繪制?；趻呙璧木?xì)點(diǎn)云可直接生成三維地形模型，并可以自動(dòng)提取等高線，實(shí)現(xiàn)一次測(cè)量，同時(shí)可獲取三維及二維數(shù)據(jù)資料。與傳統(tǒng)測(cè)繪手段相比，三維激光掃描具有效率高、細(xì)節(jié)豐富、成果形式多樣、智能化、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2　項(xiàng)目測(cè)量流程

2.1　整理流程

先根據(jù)項(xiàng)目大小、位置，規(guī)劃掃描測(cè)站數(shù)和需要測(cè)量的特征點(diǎn)。外業(yè)使用SX10 進(jìn)行數(shù)據(jù)的掃描， 采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全站儀特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。內(nèi)業(yè)利用 Trimble TBC 軟件處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成等高線，并提交所需要的成果。

2.2　外業(yè)測(cè)量流程

利用已知點(diǎn)(控制點(diǎn)或已測(cè)量點(diǎn))，使用SX10設(shè)立測(cè)站，掃描所需要的點(diǎn)云。再利用SX10全站儀功能測(cè)量一些特征點(diǎn)。這些特征點(diǎn)可以用來(lái)檢核點(diǎn)云的精度，如圖1所示。

圖1　掃描測(cè)站的三維視圖

2.3　內(nèi)業(yè)處理流程

數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBC，可得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)。利用TBC軟件自動(dòng)分類地面、建筑物、電線桿和標(biāo)志、高植被。軟件自動(dòng)分類有問(wèn)題的，可手動(dòng)調(diào)整。并且剔除周圍的雜點(diǎn)，根據(jù)效果抽稀點(diǎn)云。在剔除植被、地物等非地貌部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用TBC基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成表面模型，并可對(duì)有問(wèn)題的部分進(jìn)行修改編輯，如圖2所示。

圖2　點(diǎn)云處理后 TBC 生成表面

2.4　精度的檢核和成果輸出

可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)已有控制點(diǎn)，或利用SX10全站儀功能測(cè)量的地形點(diǎn)進(jìn)行等高線誤差的檢核。TBC數(shù)據(jù)處理軟件可以將等高線數(shù)據(jù)導(dǎo)出為各種格式的數(shù)據(jù)成果，包括CAD(DXF/DWG)、GIS(SHP)等格式，如圖3所示。

圖3　生成的等高線

3　遇到的問(wèn)題及處理方式

由于項(xiàng)目區(qū)位于山區(qū)，測(cè)量時(shí)間為冬季，山區(qū)有很多干枯的雜草等植被。SX10外業(yè)掃描時(shí)也會(huì)把這些植被掃描到，這就需要內(nèi)業(yè)處理時(shí)剔除這些雜草數(shù)據(jù)，否則會(huì)影響等高線生成的精度。SX10后處理軟件采用天寶TBC軟件，該軟件具有點(diǎn)云自動(dòng)分類功能，可以在剔除植被、雜點(diǎn)、刺點(diǎn)之后再進(jìn)行等高線成圖。

4　對(duì)比分析

傳統(tǒng)作業(yè)與Trimble SX10作業(yè)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1

5　結(jié)　語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，在山區(qū)等高線測(cè)圖應(yīng)用中，在滿足傳統(tǒng)測(cè)量工作需求的前提下，Trimble SX10影像掃描儀能夠大幅提高外業(yè)作業(yè)效率，改變了傳統(tǒng)外業(yè)工作方式，提供優(yōu)質(zhì)的可交付成果，為測(cè)量工作人員提供了一套完整的解決方案。

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