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徕卡MS60全站仪在冰雪世界的扫描与建模

2019-09-20 热度:2238 ℃

  哈尔滨冰雪大世界始创于1999年,至今已经举办了20届,在过去的二十年,这里涌现出来一系列的经典作品:五福塔、断桥赏雪、苏州印象、天朝銮轩……以及世界上最大的哥特式建筑米兰教堂、古罗马斗兽场、欧式城堡大门等,东西方文化在这里激情碰撞,又相得益彰。

哈尔滨冰雪大世界

  在第20届冰雪大世界园区西南部,有一座形似红色鲤鱼的冰雪建筑,在鱼尾两侧,拱形形状、构造精巧的几座冰建筑就是采用了创新性的“黑科技”——气膜技术,建造而成的冰旅馆和冰酒吧。哈尔滨工业大学土木学院将这两个奇妙建筑建造完成后,需要对两个建筑外轮廓进行扫描及建模,那么徕卡MS60能够采集到此类冰雪混合物的点云数据吗?在现场低于零下20℃的气温下,徕卡MS60全站仪能够正常作业吗?

  一、外业扫描

  由于冰酒吧和冰旅馆各区域间有间隔,无法一站进行扫描作业,所以本次扫描采用后方交会的方式设站,保证了各测站点云在同一坐标系下。首先在合适位置布置反射片,并测量各点位坐标;然后设备搬站时采用后方交会的方式进行设站,点云无需拼接,免除了拼接误差。

徕卡MS60全站仪作业

  单站设置扫描方式采用全景扫描,水平间隔8公分,竖直间隔5公分,斜距设置为10米,扫描时间在15分钟左右,冰旅馆为三站,冰酒吧为四站,扫描及测量在两个小时即完成。

徕卡MS60两小时完成扫描

  扫描现场室外温度低于零下20℃,低于设备标称的工作温度,但是在整个扫描过程中,设备未出现异常情况,整个测量过程结束后设备只损失了20%的电量,完全满足严寒地区的长时间扫描需求。

  二、数据管理及建模

  每个测站扫描得到的点云数据都可以在徕卡MS60中直接进行3D浏览查看,并可以在工程项目中对各站扫描数据进行整体查看,检查是否有遗漏,若有遗漏可在现场第一时间进行补扫,避免返工造成的经济损失。

  同时,外业采集完成后可以通过徕卡MS60配套的Infinity软件进行数据的查看和点云噪点的去除。并可以根据建模软件需求,转换为不同格式进行后续数据处理。

扫描点云处理

  依据去噪之后的点云,可生成冰酒吧和冰旅馆的格网模型:

扫描点云生成模型

  使用3d Max生成建筑净模:

生成建筑净模

  总结:徕卡MS60可以对冰雪混合物进行扫描操作,获取高精度的点云数据,用于后续建模工作,但由于激光扫描到透明冰块时会直接透过,因此无法获取透明冰块的点云数据。

  徕卡MS60在严寒条件下仍能进行正常作业,能够满足近7小时连续扫描测量。

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