一、項目背景
在安徽有一座三層古塔,查閱資料我們就能發現這曾是一座九層塔。為更好還原古塔風貌、保存歷史建筑,當地文保單位對古塔進行了修復。在修復過程中由于種種原因,古塔出現了傾斜。為保證古塔的修繕工作正常進行,則必須采取措施。
現在需要對古塔進行測量,確定古塔中軸線的傾斜方向,以便進行更好的設計修復。為解決這一難題,嘗試使用三維激光掃描儀解決方案,從得到的點云數據入手,計算古塔傾斜狀態,設計修復方案。
二、解決方案
針對用戶需求與項目難點,制定徠卡RTC360解決方案。徠卡RTC360設備輕、方便攜帶,配置有雙肩包能夠解決爬高難題。設備采用WFD波形數字化技術,能夠有效減少拖尾現象,提高點云精度。點云處理采用徠卡Cyclone軟件,不僅能夠實現點云自動拼接,還能高精度提取古塔點云、過濾腳手架等噪點數據。搭配徠卡CloudWox軟件,輸出線畫圖,直接提交成果數據。
三、外業掃描
為保證點云質量,需要選擇較高位置進行架站。對現場周圍勘察之后,確定13處架站位置。徠卡RTC360操作簡單,掃描快速,此次作業使用高分辨率,依次在13個點位進行架站掃描,共耗時1小時。
四、點云處理
使用徠卡RTC360掃描的13站點云數據,導入徠卡Cyclone完成自動拼接。徠卡RTC360在進行外業掃描時,能夠通過自身的VIS和IMU實時記錄相鄰站點移動的距離和方位角,從而做到點云自動拼接。這種自動拼接的方式,精度能夠達到2mm以內,可靠性更高。徠卡Cyclone具有多種點云去噪功能,能夠快速、精準提取古塔點云數據。
五、成果輸出
徠卡CloudWorx是徠卡測量系統推出的點云應用擴展軟件,解決了CAD軟件對點云加載效果不好的問題,同時也省略了導出導入的很多流程。在CAD的主頁面,通過徠卡CloudWorx直接調取徠卡Cyclone數據庫點云。軟件還具有切片、坐標系設置、多段線擬合的功能,從點云中一鍵提取古塔每層的腰線點云切片,并擬合為矢量數據,方便提交成果。通過這種方式將七層古塔腰線都進行了多段線提取,很明顯的就能看到中軸線的偏移狀況。
古塔腰線為8邊形,我們很容易就能計算出中心點坐標數據。通過中心點坐標數據可以清晰的看到每層偏移的方向并不一致,這也是此次方案設計的難點所在。這些中心點坐標數據也為規劃設計修復方案提供了數據基礎。
六、總結
1、古塔周圍環境復雜,設站位置相隔很遠,還有幾處架設在高處。徠卡RTC360輕便易攜、使用背包攜帶,方便爬高,有效降低工作強度。
2、施工中的古塔周圍腳手架眾多,徠卡RTC360的WFD波形數字化技術有效解決了點云拖尾現象,能夠高質量、高密度、完整的獲取古塔點云數據,為繪制腰線圖提供了數據保障。
3、使用徠卡CloudWorx讀取點云并繪制古塔腰線圖,通過對不同層高腰線圖的分析可以很清楚的了解到古塔在修復中發生的扭曲、偏轉等變化,對設計方案的優化、修改起到至關重要的作用。