利用激光三维扫描技术建立变电站真三维模型的方法

摘要

利用激光三维扫描技术建立变电站真三维模型的方法，具体步骤为：1)建立变电站三维测量控制网、2)激光三维扫描仪“点云”数据采集、3)“点云”数据内业处理、4)生成分区CAD三维模型、5)分区模型的合并。本发明有效地实现了三维激光扫描“点云”数据的质量控制，提高了“点云”数据拼接的效率；本发明方法提出的先分区建模，极大地提高了变电站三维模型的建模效率；针对变电站，本发明方法提出的工作流程是高精度、高效率建模的保证。变电站三维模型的建立，可以对变电站进行科学管理与分析，也可以应用于培训、展示、运营、改扩建、一般工程问题处理决策等方面，能满足变电站规范化、集约化、高技术化发展的要求，潜在经济效益明显。

主权项

一种利用激光三维扫描技术建立变电站真三维模型的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a.建立变电站三维测量控制网，a1.现场踏勘，了解现场情况，制订详细测量方案，a2.布设测量控制点，建立变电站局部三维坐标系(x，y，H)；首先利用全站仪，采用导线测量方式进行平面控制测量；按照一级导线测量精度要求施测，通过测量平差计算出控制点的平面坐标(x，y)；再利用水准仪，采用水准测量方式进行高程控制测量；按照四等水准测量精度要求施测，通过测量平差计算出控制点的高程坐标(H)；a3.加密控制点；如果控制点密度不够，增加临时控制点，利用全站仪，测量控制点与加密控制点之间的水平角和竖直角等数据，全站仪将自动计算出临时点的三维坐标；加密之后，控制点的数量较多，确保变电站所有部分都能被激光三维扫描仪测量采集到点云数据；b.激光三维扫描仪数据采集b1.测站准备工作，在控制点上架设激光三维扫描仪后，设置测站点和定向点信息，使各站采集的“点云”数据属于同一个坐标系，b2.点云数据采集，启动激光三维扫描仪，激光三维扫描仪自动进行扫描测量，点云数据自动保存，为了提高三维模型精度，各测站测量时使用6个标靶，为后期相邻测站点云数据拼接服务，c.点云数据内业处理c1.抽隙：考虑到“点云”数据巨大，同时兼顾到模型的精度，原始数据的导入按1/4或1/9的量提取，c2.分区拼接：为了提高工作效率，将整个变电站分成4‑6块，再按照分区情况进行原始数据的拼接，拼接工作利用激光三维扫描仪自带的软件实现，相邻测站“点云”数据，保证至少有3个同名标靶，拼接操作时，只要选定同名点，软件会自动进行点云合并，c3.配准：拼接时的数据配准，选择相邻测站扫描的同名标靶点，利用相关条件约束进行拼接偏差修正，将拼接误差控制在要求范围以内，c4.滤波：剔除扫描对象前存在的人、车辆等遮挡物；d.生成分区CAD三维模型d1.单体模型建立：将经过内业处理之后得到的“点云”数据进行处理，利用激光三维扫描仪自带的软件生成单体模型，d2.单体模型生成后，通过软件导入AutoCAD，生成分区CAD三维模型；e.分区模型的合并最后，将分区的CAD三维模型合并为一个整体模型，变电站整体CAD三维模型建立之后，根据需要，将其转换到3DMAX、Skyline软件环境，再贴上纹理，便实现了变电站的真三维模型。