[发明专利]基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法

权利要求书

1.一种基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：采用地面三维激光扫描仪，完成对工业架空管线三维点云数据的采集；

第二步：利用空间坐标系的成果对点云数据进行空间位置纠正后，对外业获取的海量点云数据依据空间位置进行索引管理；

第三步：依据各组点云数据或点云组合数据进行工业架空管线的数字模型提取，并将数字模型数据进行合并；

第四步：将获得的模型文件引入AutoCAD中依据三维展现的原则提取工业架空管线的中心线和特征点；

第五步：将工业架空管线的中心线和特征点文件利用数据库管理软件编辑专业属性信息；

第六步：利用叠加工业架空管线专业属性信息的工业架空管线中心线文件与三维展现平台结合实现三维可视化，实现地理空间数据的真三维管理。

2.如权利要求1所述的基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，所述第一步的实现步骤如下：

(1)坐标基准设计：平面坐标为CGCS2000大地坐标系、WGS-84坐标系、1980西安坐标系、1954年北京坐标系或独立坐标系；高程基准为1985国家高程基准或者项目所在地使用的高程基准；

(2)数据设计：确定点云数据的数据格式，原则上应提供三维激光扫描仪原始数据格式、经数据筛选过的数据和现场影像数据；点云数据的空间数据基准为站心坐标系成果；

(3)点位精度设计：精细模型点间距应小于5cm，点位精度应小于1cm；粗模可根据实际需要进行定义；

(4)测站设计：根据测量场地实际情况，合理设计地面三维激光扫描仪测量路线，并在选好的测站做好标记，在站与站连接的地方放置标靶，标靶数目不少于3个，其放置不应在同一直线上，多余3个点时，标靶放置在不同的平面内，标靶用于拼接相邻两站的点云数据；

(5)数据采集：依据设计的工业架空管线点位精度要求现场进行数据采集，在采集过程中应注意标靶和工业架空管线特征点的数据完备性。

3.如权利要求1所述的基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，所述第二步的实现步骤如下：

(1)空间坐标采集：按照坐标基准设计中选择的坐标基准内的测量控制点成果对获取点云数据中的特征点进行坐标采集，提供点云数据坐标转换的数据基础；

(2)坐标转换：将同名特征点在站心坐标系中的成果和空间坐标系中的成果叠加，利用四参数或七参数模型进行坐标转换，获得点云数据在空间坐标系中的成果；

(3)点云数据的管理：按照每站点云的空间位置对点云数据集进行管理。

4.如权利要求1所述的基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，所述第三步的实现步骤如下：

(1)点云数据拼接：利用转换到空间坐标系的点云数据并依据其空间位置，将多站点云数据进行组合，构成大场景的点云数据集；

(2)工业架空管线建模：将点云数据引入建模软件，建立工业架空管线数字模型，所述工业架空管线数字模型的数据格式为可引入Auto CAD软件的数据格式；

(3)模型数据的合并：利用各组点云数据的空间位置进行工业架空管线数字模型的合并。

5.如权利要求1所述的基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，所述第四步的实现步骤如下：

(1)中心线和特征点的提取：利用合并的工业架空管线数字模型提取管线中心线和管线附属设施的位置信息；

(2)数据检查：对工业架空管线数字模型数据、中心线和特征点数据、点云数据进行比对；

(3)特殊点位的处理：对于工业架空管线弯头位置，其在最终展示是采用自动生成的方式实现；其实现方法为：将两端直线段管中心线进行空间相交，在两段异面直线最近距离处取最近距离的中点的方式进行交会。

6.如权利要求1所述的基于地面LIDAR的工业架空管线量测方法，其特征在于，所述第五步的实现步骤如下：

(1)专业属性信息编辑：将第四步中获取的工业架空管线的中心线和特征点数据引入ArcGIS平台进行专业属性信息的编辑；

(2)专业属性信息检查：专业属性信息编辑完成后，进行逻辑一致性检查。