浅谈三维激光扫描技术在幕墙工程中的应用
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摘 要：随着我国经济和技术的不断发展，在建筑行业领域，人们不仅对建筑的质量有较高的要求，同时人们也越来越注重建筑造型的美观性，所以建筑幕墙也趋向于异形化，复杂化。传统测量手段很难达到这种趋势下的要求，而三维激光扫描技术是测量界的新型技术，有着高效率，高精度的优势。可以很好地适应如今幕墙工程的这种大环境。本文先对三维激光扫描技术进行简要说明，然后主要叙说三维激光扫描技术在幕墙应用中的过程，为以后三维激光扫描技术在幕墙中的应用积累经验。
关键词：维激光扫描技术;幕墙工程;应用
1 什么是三维激光扫描技术
三维激光扫描技术的雏形主要诞生于美国，随着这项技术的发展与摸索，这项技术如今初具规模，但这项技术仍然处在发展期，尚未成熟。人们将这项技术定义为：三维成像技术。与我们平时使用的照相机相似，只不过照相机成像是二维成像，且无法生成坐标数据。而三位激光扫描技术也有采集数据的仪器，叫做三维激光扫描仪（见下图1），该仪器采集数据时，采集的是三维信息，将被测物体以点云的形式体现出来，并将点云形成坐标信息。点云就是三维激光扫描仪照下的“照片”，其被测物体以千万个点的三维形式展现出来，每个点都有自己的坐标。与拍照技术相似的是：照片可以进行后期处理。三维激光扫描仪拍下的照片也要进行后期处理，将拍下的点云数据输入到相关软件中进行处理和分析得到我们想要的数据与结果。三维激光扫描技术是测量业的又一次技术革命[1]
2 三维激光扫描技术在幕墙中的应用内容
三维激光扫描技术主要应用于幕墙工程中的三大过程，分别是第一阶段土建外墙的垂直度与水平度检测，第二阶段龙骨偏差量的检测，第三阶段幕墙表皮的质量检测。其中第一阶段的外墙检测主要是为了保证龙骨安装的质量，而第二阶段的龙骨检测则是为了满足幕墙安装竣工后的最终质量。三维激光扫描技术在整个过程中主要起到就是监测定位的作用。三个阶段过程中操作手法大致相似，都有外业数据收集、内业数据整理、拟合分析。但是三大过程的测量对象不同，手法也有差别。
3 三维激光扫描技术在幕墙中的应用过程
外业数据收集：首先应先选站点，站点的选择至关重要，站点的选择直接决定仪器的视角，是否能完全扫到被测物体，如果由于环境限制无法完全扫到被测物，就需要加站，从不同视角进行扫描，然后将扫到的图像拼接成完整的图像。在幕墙扫描的第一阶段和第二阶段中的不同是，第一阶段被测物是大物体大立面，第二阶段被测物体是大物体小立面。点云的数量决定点云是否有足够点进行分析，而小立面的点相对较少，需要进行点云加密处理。第一阶段与第二阶段的不同就是，第二階段需要加密处理，而第一阶段不需要加密。第三阶段与第一阶段和第二阶段的不同点就是第三阶段的幕墙材料比较复杂，需要进行反射率检测方能进行外业数据收集，比如玻璃幕墙不可用三维激光扫描技术进行检测，和一些反射率差的材料不可用这项技术检测。不过如果一、二阶段的质量较好我们就默认幕墙的质量较好。因为一二阶段直接决定幕墙的质量水平。
内业数据处理：内业数据处理主要包括格式的转化，和点云的除噪。一般内业数据处理需要两个模型方可进行拟合，一个是rvt标准模型（设为参照的模型）一个是三维激光扫描仪采集的点云模型（实际施工模型），rvt模型应转为stl格式，而点云模型转为reshaper格式，将两种格式文件共同导入到geomagic截模软件中方能进行拟合。除噪方面，除噪就是除去我们不需要的点，比如吊绳，吊篮，或者滤波导致的杂点，杂点的多少直接影响我们后面的分析，噪点越多对数据的干扰越大，因为软件分析时会将噪点也计算在内。而第一阶段是大立面清晰度更高，需要除的噪点较少，而第二阶段属于小立面，需要除的噪点较多。第三阶段与第一阶段情况相似，除噪过程几乎一样。除噪的手法有软件自动除噪与人工除噪。软件除噪只能除去相对离散的点，还需进行人工分辨与人工除噪才能最大程度上的进行除噪。即使经过软件除噪与人工除噪两大过程，但由于点云点数量过于庞大也无法将其除尽，但是可以最大程度上保证分析时的质量。
拟合分析：拟合分析阶段主要将两大模型进行拟合，形成色谱图，色谱的颜色代表点云坐标数据与标准模型坐标数据的距离差，通过颜色的变化，我们可以看出真实施工情况的偏差，并且我们可以在拟合模型上进行数据标示，得出真实偏差量的具体数值。其中第一阶段可以分析出垂直度与水平度，第二阶段可以分析出龙骨偏差，第三阶段我们分析出幕墙的最终质量。
4 结束语
对于三维激光扫描技术的展望，该技术还可以应用建筑加固、室内装饰装修、钢结构检查、地面沉降监测、土方体积量计算等多专业领域，其用途还有待挖掘。三维激光扫描技术虽然具有很大的优势，但是还有许多的不足，比如噪点始终无法除尽，只能通过人工分析的方式进行分析，得出结论。而不能直接生成可以评估的结果直观的评价幕墙的施工水平。并且该技术成本较高，影响该技术的普及应用。但在不断地摸索与开发中，三维激光扫描技术必将成为国内测量行业的主流与新星，为我国测量业带来不可估量的价值。
参考文献：
[1] 何秉顺，丁留谦，刘昌军.三维激光扫描技术及其在岩土工程中的应用[J].中国水利学会，2006（3）.
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