点云数据获取与精度分析ppt课件.ppt

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1、点云数据获取与精度分析野外扫描方案设计1.制定扫描方案的作用：测绘工程项目多数都有技术设计的环节。在我国三维激光扫描技术应用还处于初级阶段，多数应用项目属于实验研究性的，只有少数应用技术路线相对成熟，项目技术设计还未当成必要环节来要求，而且目前我国扫描仪检测与应用技术标准与规范还没有开始制定。但是由于三维激光扫描技术应用的核心是准确获取点云数据，依据目前一些学者的研究成果，点云数据的精度影响因素较多。所以，为了控制误差累积，提高扫描精度，三维激光扫描测绘和传统测绘一样，测绘前首先要进行基于精度评

2、估的技术设计是非常有必要的，对于项目的顺利完成将起到非常重要的作用。2.制定扫描方案的主要过程：1）.明确项目任务要求。当扫描项目确定后，承包方技术负责人必须向项目发包方全方位细致的了解项目的具体任务要求，这是制定项目技术设计的主要依据。2）.现场勘查。为了项目技术设计能合理并顺利实施，全面细致的了解项目现场环境双方相关人员必须到扫描现场进行踏勘。踏勘过程中注意查看已有控制点位置、保存情况以及使用的可能性。根据扫描对象的形态、空间分布、扫描需要的精度以及需要达到的分辨率确定扫描站点的位置、标靶的

3、位置等。根据扫描站点位置考虑扫描模型拼接方式，绘制现场草图，对主要扫描对象进行拍照。根据现场勘查以及照片信息找到整个扫描过程中的难点，并对其提出相应的解决方法。3）.制定技术设计方案。完整的技术设计方案应包括项目概况、技术设计依据、测量控制点布设方案、扫描仪选择与参数设置、扫描数据拼接方案、数据处理方案、提交成果、项目工作进度计划、人员分组、后勤保障等。扫描方案的主要设计内容有：A.扫描仪选择与参数设置。目前，扫描仪的品牌型号较多，在激光波长、激光等级、数据采样率、最小点间距、模型化点定位精度、

4、测距精度、测距范围、激光点大小、扫描视场等指标方面各有千秋，为项目实施选择仪器提供了较大空间，一般应根据仪器成本、模型精度、应用领域等因素综合考虑。仪器选择时首先考虑项目任务技术要求、现场环境等因素，再结合仪器主要技术参数确定项目使用的仪器，多数情况下需要有一台仪器能够满足作业需求，但是在特殊情况下（比如项目任务量较大、工期较短、扫描对象有特别要求），需要多台仪器参与扫描，甚至使用分辨率不同型号的仪器。B.测量控制点布设方案。扫描仪本身在扫描过程中会自动建立仪器坐标系统，在无特殊要求时能满足项目

5、需要。但是为了将三维激光扫描数据转换到统一坐标系统（国家，地方或者独立坐标系）下，需要使用全站仪或其他测量仪器配合观测，这样在点云数据拼接后就可以通过公共点把所有的激光扫描数据转换到统一坐标下，方便以后的应用。测量控制点布设要考虑现场环境、点位精度要求等，这些都可以参考测绘相关技术规范。测量控制网的布设有如下两种。目前，不同品牌仪器的性能参数还不统一，在选择仪器前应充分了解仪器的相关标称精度情况，结合项目技术要求选择相应的参数配置，比如最佳的扫描距离、每站扫描区域、分辨率等指标。参数选择的原则是

6、能够满足用户的精度需要即可，精度过高会造成扫描时间增加，、工作效率下降、成本上升、增加数据处理工作量与难度等后果。a.对简单建筑物变形监测控制网的布设原则：①控制网的精度要高于建筑物建模要求的精度。②控制网布设的网形合适，要能满足三维激光扫描仪完全获取建筑物数据的要求。③控制网中各相邻控制点间通视良好，要求一个控制点至少与两个控制点通视。④为了提高测量精度，要求控制点与被测建筑物之间的距离保持在50m以内。b.复杂建筑物建模观测控制网布设原则：①观测控制网建设精度高于复杂建筑物模型要求精度的一个

7、等级。②控制网各控制点平面坐标采用高精度全站仪实施导线测量，高程采用精密水准测量方法，并进行严格平差计算。③控制网网形合适，满足三维激光扫描仪完整获取建筑物数据的要求。对部分结构复杂的区域，应加密变形监测控制点使扫描时能更好的获得扫描数据。④控制网中各相邻控制点间通视良好，要求一个控制点至少与两个控制点通视。⑤为了提高测量精度，要求控制点与被测建筑物之间的距离保持在50m以内或者更近的距离。4).野外扫描方案设计在整个项目技术设计中，野外扫描方案是最重要的组成部分扫描之前要做全面仔细的方案设计。

8、根据测量场景大小、复杂程度和工程精度要求，确定扫描路线，布置扫描站点，确定扫描站数及扫描系统至扫描场景的距离，确定扫描分辨率。仪器参数的确定，将直接影响到扫描精度和效率，分辨率一般根据扫描对象和需要获取的空间信息进行确定。3.扫描设计方案主要内容：1).标靶。扫描仪的内部有一个固定的空间直角坐标系统。当一个扫描站上不能测量物体全部而需要在不同位置进行测量时，或者需要将扫描数据转换到特定的工程坐标系中时，都要涉及坐标转换问题。为此，就需要测量一定数量的公共点来计算坐标变换参数。为了保证转换精度，公