[发明专利]一种地面三维激光扫描技术测站选取方法

说明书

本发明公开了一种地面三维激光扫描技术测站选取方法，该方法提出了在室内利用计算机实现测站模拟选取技术，其中该方法包括：获取测区基础地形数字资料；栅格离散化基础地形数据；模拟分析某个测站的可见区，并以栅格图显示其结果；寻求一种可行布设方案；通过多种测站布设方案比较，寻求一种最优的布设方案。达到设置测站最少、保证没有漏测的情况下尽量减少重复扫描、节省野外作业时间、提高工作效率。

技术领域

本发明涉及地面三维激光扫描技术野外观测时测站的选取技术领域，同时也涵盖了野外测量要求被测对象与仪器通视时测站的选取技术领域。

背景技术

三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法，进化到面测量方式，它提供了一个全自动、高精度的快速立体扫描方式，能够直接获取目标点坐标和灰度信息，为空间信息的采集带来了一场新的革命。

三维激光扫描技术因其高分辨率、高精度、高效率、非接触测量、主动性、数字化采集等优点，也被广泛运用于测绘工程领域，如地形测绘、公路测绘、铁路测绘、河道测绘、桥梁及及建筑物测绘、隧道检测及变形监测、大坝变形监测、地下工程测绘、矿山测量及体积计算等领域。

在地形图测绘领域中，采用三维激光扫描技术进行野外数据采集将逐渐取代传统的全站仪和RTK采集方式。在进行大面积地形测绘时，相对于全站仪和RTK采集技术而言，该技术中野外测站的选取显得非常重要，因为三维激光扫描技术进行一次扫描就可以获取测程范围内的整个可见区域，这样，合理选取测站可以减少工作量、也可以避免重复扫描，从而达到提高野外工作效率。

常规的测站选取有两种方式，野外现场选取或者是先在1万地形图上粗略选取后再到实地选定。野外现场选取方式中，可能会花费较长时间去判断去哪个位置才能达到较好效果，且当我们到达某个地方准备架设仪器后，会发现许多地方因为地形的起伏而不在视场范围内，这样不得不架设多的测站。当我们通过第二种方式先到1万地形图上选取在到实地选定这种方式时，这种方案不能很好地考虑仪器参数，比如最小可视距离和最大可视距离、向上扫描最大角度或者向下扫描最大角度，或者不能判断地形起伏带了的不确定性，这样可能会造成我们以为某个扫描站点可以看到的区域却因为超过了视程、上下夹角限制或地形遮挡而不可见，不能达到想要的效果。综上所述，这两种方式都有很大的盲目性和不确定性，在实际生产中会花费更多的走路时间和扫描次数，较低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于解决三维激光扫描技术野外扫描测站的选取问题，提供一种可行的、直观的、优化的选取方案，达到设置测站最少、保证没有漏测的情况下尽量减少重复扫描、节省野外作业时间、提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明是这样一种地面三维激光扫描技术测站选取方法，该方法利用计算机在室内实现测站模拟选取，代替常规的人工现场踏勘选取测站。该方法包括：

收集测区已有基础地形数字资料；

利用测区已有基础地形数据作为源数据，对基础源数据进行栅格离散化，每个栅格记录位置和高程信息；

在离散化的栅格数据上布设某个测站，基于数学模型判断栅格数据上的每一个栅格与测站是否通视，并记录下该测站的能见栅格区域，用透明图像显示出分析结果，可见与不可见分别采用不同颜色表示；

在栅格数据上寻求使测区所有栅格单元都处于可见的测站选取方案，进行多次选取方案的对比，选取最优的方案作为最终的测站选取方案。