下面是兩篇建筑工程師投稿的職稱論文，第一篇論文介紹了建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，對(duì)構(gòu)建安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系進(jìn)行了簡單探討，提高建筑企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化。第二篇論文介紹了三維激光掃描技術(shù)在古建筑測繪的應(yīng)用，論文詳細(xì)論述了三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)制作的立面圖可以直觀的體現(xiàn)古建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)。

　　《建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理模式》

　　摘要：安全標(biāo)準(zhǔn)化管理模式是確保建筑項(xiàng)目順利進(jìn)行，減少安全事故發(fā)生的關(guān)鍵，本文將分析建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的內(nèi)涵、特點(diǎn)以及影響安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的相關(guān)因素，針對(duì)如何構(gòu)建建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系進(jìn)行簡單的探討，為提高建筑企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化管理水平提高參考。

　　關(guān)鍵詞：建筑安全;標(biāo)準(zhǔn)化;現(xiàn)場管理

　　引言

　　隨著建筑行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)一步深化，建筑市場競爭也日益激烈。部分建筑企業(yè)為追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，將精力放在進(jìn)度管理、節(jié)約成本等方面，忽視了安全管理，導(dǎo)致建筑安全事故頻發(fā)，人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失巨大，建筑安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻，因此，必須采取建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，在確保安全生產(chǎn)的前提下進(jìn)行施工。

　　1建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的相關(guān)理論

　　1.1建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的內(nèi)涵

　　安全標(biāo)準(zhǔn)化管理是指企業(yè)在管理中認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)格貫徹相關(guān)部門的安全生產(chǎn)法律法規(guī)，按照安全規(guī)程、安全標(biāo)準(zhǔn)開展各項(xiàng)管理活動(dòng)。安全標(biāo)準(zhǔn)化管理主要是借鑒發(fā)達(dá)國家的HSE管理體系，同時(shí)融入了國內(nèi)職業(yè)健康安全管理的相關(guān)理念，形成共同參與、權(quán)責(zé)分明的建筑安全管理模式，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理目標(biāo)。安全管理是建筑項(xiàng)目管理的重要組成部分，包括人員、場地、材料、組織、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等各個(gè)方面，涉及企業(yè)的各個(gè)部門，管理難度較大。近年來，安全管理逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，建立科學(xué)的建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，適應(yīng)項(xiàng)目安全的新要求和新變化，已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

　　1.2建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的特點(diǎn)

　　建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn):第一，復(fù)雜性。建筑施工過程復(fù)雜，環(huán)節(jié)眾多，需要各個(gè)部門相互合作，共同完成建筑項(xiàng)目。例如，安裝腳手架、起重、運(yùn)輸、混凝土澆筑等，都需要按照標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行操作，認(rèn)真分析，全面檢查，確保施工各個(gè)環(huán)節(jié)安全進(jìn)行。

　　第二，變化性。建筑施工環(huán)境和條件不是一成不變的，隨著施工條件的變化，也會(huì)帶來新的安全隱患及管理問題，同時(shí)，由于建筑項(xiàng)目周期較長，部分項(xiàng)目勞動(dòng)條件較差，季節(jié)變化、惡劣天氣等無法避免，必須采取恰當(dāng)?shù)陌踩Ｗo(hù)措施。

　　第三，全面性。安全管理包括人的管理、物的管理以及管理行為本身，人的管理包括施工作業(yè)是否嚴(yán)格按照相關(guān)的操作規(guī)范、流程、工藝進(jìn)行;物的管理包括材料、設(shè)備、辦公設(shè)施以及防護(hù)網(wǎng)的管理等，是否符合安全標(biāo)準(zhǔn);管理行為主要是指各級(jí)項(xiàng)目管理人員、負(fù)責(zé)人，應(yīng)按照管理制度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理工作。

　　第四，長期性。安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的過程是長期的，應(yīng)確保在整個(gè)項(xiàng)目過程正常運(yùn)行，加強(qiáng)安全標(biāo)準(zhǔn)化理念的宣傳和教育，以預(yù)防為主，將安全隱患消除在萌芽中，尤其是在人員變動(dòng)頻繁時(shí)，一定要加強(qiáng)警惕，做好安全管理工作。

　　1.3建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的內(nèi)容

　　建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理包括企業(yè)建筑項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化管理文件的制定，構(gòu)建項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化體系，確定實(shí)施細(xì)則，并監(jiān)督落實(shí)情況;隨著新問題的出現(xiàn)，不斷完善安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，及時(shí)修正和調(diào)整;定期檢查工作，確定新的管理要求是否得到落實(shí)和執(zhí)行;發(fā)生安全事故應(yīng)對(duì)事故原因進(jìn)行調(diào)查，對(duì)負(fù)責(zé)人進(jìn)行嚴(yán)肅處理。標(biāo)準(zhǔn)化管理應(yīng)分為安全職責(zé)劃分標(biāo)準(zhǔn)化、安全風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)化、施工安全標(biāo)準(zhǔn)化、安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化、安全檢查標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)化等幾個(gè)方面，全面提升建筑項(xiàng)目的安全管理水平。

　　2建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理問題分析

　　目前，從整體上看，我國建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)還不夠完善，雖然頒布了《安全生產(chǎn)法》、《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》、《施工企業(yè)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等》等，但無法滿足建筑施工安全生產(chǎn)的客觀要求，同時(shí)，企業(yè)在建筑安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)方面也比較欠缺，部分企業(yè)甚至沒有制定安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不利于安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的順利開展。其次，部分企業(yè)還存在組織機(jī)構(gòu)不健全、缺乏相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度和問責(zé)機(jī)制等問題。安全標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，需要健全的組織機(jī)構(gòu)作為支撐，權(quán)責(zé)分明，發(fā)揮對(duì)各項(xiàng)安全工作的監(jiān)督和指導(dǎo)作用。對(duì)故意減少安全生產(chǎn)投入、違規(guī)作業(yè)等問題，應(yīng)加大懲處力度，糾正其僥幸心理，要求各級(jí)管理人員和全體施工人員重視安全標(biāo)準(zhǔn)化工作，落實(shí)問責(zé)及獎(jiǎng)懲制度。此外，安全意識(shí)薄弱，自我保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)也是影響安全標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要因素，針對(duì)這種情況，應(yīng)加強(qiáng)安全意識(shí)教育，強(qiáng)化安全意識(shí)，將安全放在首位。

　　3建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系構(gòu)建

　　3.1組織機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化

　　完善管理組織，將項(xiàng)目經(jīng)理作為建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理第一責(zé)任人，全面負(fù)責(zé)安全標(biāo)準(zhǔn)化工作，設(shè)立安全監(jiān)察部門，直接由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)，成員由企業(yè)指派或項(xiàng)目部自行任命;所有安全標(biāo)準(zhǔn)化管理負(fù)責(zé)人均應(yīng)取得安全生產(chǎn)考核合格證書，持證上崗，并定期接受繼續(xù)教育和相關(guān)培訓(xùn);根據(jù)《建筑施工企業(yè)安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)設(shè)置及專職安全生產(chǎn)管理人員配備辦法》的相關(guān)要求，進(jìn)行部門設(shè)置及人力資源調(diào)配。落實(shí)安全責(zé)任制，項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目具體情況，建立安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系并組織落實(shí)工作，將標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)分解，落實(shí)到個(gè)人，明確安全職責(zé)，消除事故隱患;堅(jiān)持“安全第一”的原則，抓好安全生產(chǎn)、文明施工工作;認(rèn)真做好安全技術(shù)交底工作，主持安全防護(hù)、檢查、驗(yàn)收等工作;設(shè)置專職安全員，協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理做好安全管理工作。

　　3.2現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化

　　制定現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化管理制度，參考《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》、《關(guān)于開展建筑施工安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)意見》等相關(guān)規(guī)定，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況和項(xiàng)目特點(diǎn)，制定現(xiàn)場管理的具體細(xì)則。做好現(xiàn)場標(biāo)識(shí)，包括安全知識(shí)、文明施工制度等宣傳板，劃分不同功能區(qū)域，設(shè)立安全警示標(biāo)牌，尤其是具有觸電危險(xiǎn)場所，標(biāo)志牌應(yīng)使用絕緣材料。臨時(shí)設(shè)施管理應(yīng)符合環(huán)保和消防等相關(guān)要求，例如臨時(shí)宿舍，應(yīng)確保生活設(shè)施完善，安靜整潔;配備急救藥品及急救器材，對(duì)于大型建筑項(xiàng)目，施工條件允許的情況下可以設(shè)置醫(yī)療站。物料管理應(yīng)根據(jù)不同材料的存放特點(diǎn)，分區(qū)域堆放;做好安全保護(hù)措施，例如易燃易爆物品等，應(yīng)妥善保管。

　　3.3安全信息標(biāo)準(zhǔn)化

　　在建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理中，安全信息管理是基礎(chǔ)，通過收集、整理最近安全信息，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的安全施工技術(shù)和管理辦法，提高項(xiàng)目的安全標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。實(shí)現(xiàn)安全信息管理的標(biāo)準(zhǔn)化，首先應(yīng)制定原始記錄標(biāo)準(zhǔn)，包括項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)、設(shè)備、隱患整改、工藝、作業(yè)控制、操作、監(jiān)督、事故處理、安全教育等;此外，還應(yīng)該采取科學(xué)的信息分析方法等。建立安全資料崗位責(zé)任制，確?，F(xiàn)場各項(xiàng)信息資料的真實(shí)性、完整性、系統(tǒng)性以及有效性，直至竣工驗(yàn)收后轉(zhuǎn)交給專人負(fù)責(zé)。

　　3.4安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化

　　加強(qiáng)安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，按照《建設(shè)工程施工現(xiàn)場安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，制定安全防護(hù)方案。例如，所有現(xiàn)場作業(yè)人員必須持證上崗，并經(jīng)過項(xiàng)目部組織的安全標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn);制定臨時(shí)用電組織設(shè)計(jì)，對(duì)事故高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域加強(qiáng)防護(hù);豎井、防護(hù)網(wǎng)布局應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定;建筑物外側(cè)按要去封閉;高空作業(yè)必須系好安全帶;電梯井口、通道口應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄、防護(hù)門;臨時(shí)拆除或更改安全防護(hù)設(shè)施，應(yīng)提前準(zhǔn)備替代措施，并警示所有作業(yè)人員，注意作業(yè)安全;施工班組應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)流程做好檢查、驗(yàn)收、移交等工作，明確責(zé)任。

　　3.5評(píng)價(jià)機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)化

　　評(píng)價(jià)機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)化管理是對(duì)建筑項(xiàng)目安全生產(chǎn)成果的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，包括安全管理考核、安全組織機(jī)構(gòu)考核、安全檢查和監(jiān)督等，由建筑企業(yè)單位負(fù)責(zé)組織考核工作，針對(duì)項(xiàng)目上報(bào)的安全管理方案進(jìn)行審核及檢查，同時(shí)，定期或不定期的深入現(xiàn)場檢查，了解安全管理工作的具體落實(shí)情況，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)指正并要去項(xiàng)目部及時(shí)整改。綜合評(píng)價(jià)各個(gè)項(xiàng)目事故發(fā)生率、人員傷亡情況、財(cái)產(chǎn)損失情況、重大安全事故情況等，了解安全標(biāo)準(zhǔn)化管理成果。

　　4結(jié)束語

　　建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理是項(xiàng)目人員和財(cái)產(chǎn)的安全保障，同時(shí)也是項(xiàng)目是否能夠順利進(jìn)行和完成的關(guān)鍵。目前，我國建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理還存在一定缺陷，例如安全標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)還不夠完善，部分企業(yè)還存在組織機(jī)構(gòu)不健全，缺乏相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度和問責(zé)機(jī)制，安全意識(shí)薄弱等，安全管理水平還有待提升。針對(duì)這些問題，應(yīng)從組織機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化、安全信息標(biāo)準(zhǔn)化、安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化、評(píng)價(jià)機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)化等方面入手，構(gòu)建完善的建筑安全標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化管理的目標(biāo)。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　作者：王楠 單位：沈陽城市建設(shè)學(xué)院

　　《三維激光掃描技術(shù)在古建筑測繪的應(yīng)用》

　　[摘要]古建筑測繪是指測量建筑物的形狀、大小和空間位置，并在此基礎(chǔ)上繪制相應(yīng)的平、立、剖面圖紙。但是，隨著測繪技術(shù)的革命性變革，傳統(tǒng)測量手段已無法完全滿足實(shí)踐的要求。三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展為全面獲取建筑物表面的三維數(shù)據(jù)提供了可能。本文詳細(xì)論述了三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集、去噪、拼接以及立面圖的制作，嘗試了古建筑建模的方法;通過項(xiàng)目實(shí)例，總結(jié)出外業(yè)“控制與碎步相結(jié)合”+內(nèi)業(yè)“先單體，后整合”的整體解決方案。結(jié)果表明：利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)制作的立面圖可以直觀的體現(xiàn)古建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)。

　　[關(guān)鍵詞]古建筑測繪;三維激光掃描;點(diǎn)云拼接;正射圖;三維建模

　　1引言

　　古建筑測繪從技術(shù)上屬于測繪學(xué)分支中的工程測量，但由于其具有歷史意義，因此又不同于工程測量。為了給古建筑保護(hù)提供準(zhǔn)確而又翔實(shí)的資料，需要對(duì)古建筑的相關(guān)幾何、物理和人文信息及其隨時(shí)間變化的信息適時(shí)進(jìn)行采集、測量、處理、顯示、管理。傳統(tǒng)古建筑測繪一般采用全站儀、卷尺等工具進(jìn)行人工測量，這種方式需要耗費(fèi)大量的人力和物力，測量的精度也比較低，而且因其操作屬于接觸性測量，可能會(huì)對(duì)文物產(chǎn)生二次破壞[1]，造成不必要的損失。

　　與傳統(tǒng)的測量的方式相比，三維激光掃描技術(shù)具有非接觸性，應(yīng)用于古建筑測繪中，既能節(jié)省人力、物力，保證工作人員的安全，也能減小對(duì)文物的損害;三維激光掃描能夠高速獲取建筑物表面大量數(shù)據(jù)，可以很大程度上保證古建筑的數(shù)據(jù)的完整性;測量成果豐富，能滿足不斷增長的應(yīng)用需求、符合未來發(fā)展趨勢(shì)。本研究以北京某四合院三維數(shù)字信息采集項(xiàng)目為依托，探討了三維激光掃描技術(shù)在古建筑三維數(shù)字化、數(shù)據(jù)預(yù)處理及正射圖制作方面的相關(guān)技術(shù)問題，并采用第三方軟件對(duì)古建筑三維建模技術(shù)進(jìn)行了嘗試。

　　2三維激光掃描數(shù)據(jù)處理

　　2.1外業(yè)掃描

　　2.1.1激光掃描原理地面三維激光掃描系統(tǒng)包括兩個(gè)主要的運(yùn)行過程：一是多面反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以精確的記錄角度值;二是將脈沖按照預(yù)定的方向快速發(fā)射，使其沿橫、縱向的執(zhí)行快速掃描。通過以上運(yùn)行過程，三維激光掃描獲得的原始數(shù)據(jù)主要包括：激光反射鏡在水平方向的旋轉(zhuǎn)角度α;在豎直方向的旋轉(zhuǎn)角度β;激光反射回來后掃描點(diǎn)到儀器坐標(biāo)中心的距離S;掃描點(diǎn)的反射強(qiáng)度及場景影像數(shù)據(jù)等。根據(jù)掃描原理，利用掃描儀獲取的原始數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出目標(biāo)物表面某掃描點(diǎn)相對(duì)于儀器中心的三維坐標(biāo)值，其原理如圖1所示。被掃描到的點(diǎn)帶有三維坐標(biāo)信息和激光反射信息，掃描點(diǎn)數(shù)據(jù)被保存到掃描工程中或內(nèi)置SD卡中，這是目標(biāo)物體重建的原始數(shù)據(jù)。一般情況下，掃描儀記錄的點(diǎn)云數(shù)據(jù)會(huì)按照目標(biāo)物體的輪廓形態(tài)以一定的順序記錄[3]。

　　2.1.2外業(yè)實(shí)施(1)控制測量在古建筑周邊均勻布設(shè)控制點(diǎn)以保證對(duì)掃描數(shù)據(jù)形成整體控制。在各個(gè)控制點(diǎn)建立掃描站，采用反射片真實(shí)坐標(biāo)作為該站坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的依據(jù)。同時(shí)，古建筑周邊需建立附和或閉合掃描線路，并且每個(gè)掃描站均做控制。(2)掃描測量針對(duì)各個(gè)建筑立面特點(diǎn)循序漸進(jìn)選擇架站位置進(jìn)行掃描，最后對(duì)于細(xì)部存在遮擋位置進(jìn)行多次多角度設(shè)站;室內(nèi)掃描也遵循同樣的原則，除此之外，為保證室內(nèi)外銜接，在單體建筑門口位置架設(shè)銜接站。選擇站點(diǎn)位置時(shí)，盡量保證站點(diǎn)均勻分布以保證數(shù)據(jù)分布的均勻性。

　　2.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

　　外業(yè)掃描的數(shù)據(jù)需經(jīng)過導(dǎo)入、單天工程處理、單體工程處理三個(gè)階段，單天和單體工程需分組進(jìn)行處理，采用的軟件為RiSCANPro，數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。主要步驟包括相機(jī)的校準(zhǔn)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的“站-站”粗拼接、各站點(diǎn)云噪聲去除、整體數(shù)據(jù)的精拼接、單體建筑正射圖制作，其中噪聲的去除、數(shù)據(jù)精拼接、正射圖制作為關(guān)鍵步驟，任何一項(xiàng)處理不當(dāng)就會(huì)影響成果的質(zhì)量。

　　2.3古建筑三維模型構(gòu)建

　　數(shù)據(jù)獲取的最終目的就是通過構(gòu)建實(shí)體模型來準(zhǔn)確地描述被測物體的信息。三維點(diǎn)云模型僅僅只包含了表面采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)信息，是離散的模型，在被測對(duì)象的表達(dá)上有一定的局限，因此必須通過一定的方式建立相應(yīng)的三維幾何實(shí)體模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)古建筑的數(shù)字化。本文對(duì)古建筑建模進(jìn)行了嘗試，采用的軟件為GeomagicStudio12，其生產(chǎn)實(shí)體模型的流程如圖3所示。

　　3案例研究

　　本次項(xiàng)目實(shí)例以北京某四合院為研究對(duì)象，采用的儀器為RieglVZ-400i(如圖4所示)，該儀器掃描速度最高可達(dá)120萬點(diǎn)/秒，測量精度優(yōu)于5mm，最大測距能力理論值可達(dá)800m，外接2000萬像素的尼康D610數(shù)碼相機(jī)，可為后期建筑物正射圖的制作提供高清晰的彩色紋理。

　　3.1項(xiàng)目概況

　　經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，待測四合院可分為三個(gè)部分，一進(jìn)門、前院、后院，共有單體建筑20棟，其中一進(jìn)院較為狹窄，二進(jìn)院和三進(jìn)院較為寬闊，院內(nèi)均分布有高大樹木及部分雜物，場區(qū)建筑分布如圖5所示。外業(yè)數(shù)據(jù)采集歷時(shí)7個(gè)工作日，掃描總站數(shù)為364站，數(shù)據(jù)量共600G。掃描數(shù)據(jù)主要參數(shù)為：數(shù)據(jù)覆蓋率90%以上，最小點(diǎn)間距小于6mm，整體拼接數(shù)據(jù)誤差1.7mm;數(shù)據(jù)精細(xì)度滿足1∶50出圖要求，解析度大于150dpi。

　　3.2數(shù)據(jù)處理中的關(guān)鍵技術(shù)研究

　　3.2.1去噪噪聲是指與建筑物本身無關(guān)的點(diǎn)，以此可分為環(huán)境噪聲(人員、車輛、樹木等)、儀器噪聲(反射率噪聲、回波噪聲等)[4]，數(shù)據(jù)精拼接以三角網(wǎng)為依據(jù)，因此非固定的噪聲(晃動(dòng)的樹木，行走的人、車等)的存在影響數(shù)據(jù)精拼接的精度;儀器噪聲分布于真實(shí)物體表面，它的存在直接影響成果的質(zhì)量。對(duì)于儀器噪聲RiSCANPro軟件中有相關(guān)的功能，并且反復(fù)試驗(yàn)多次得出反射率的去噪閾值為-20dB(即反射率小于-20dB的均為噪點(diǎn))，回波噪聲可以只保留單回波及第一次回波，而對(duì)于環(huán)境噪聲是不可預(yù)知的，因此此類噪聲多數(shù)需人工干預(yù)。圖6、圖7分別是儀器噪聲去除前后對(duì)比效果圖。除此之外，雖然點(diǎn)云去噪步驟較為簡單，但是重復(fù)性太強(qiáng)，充分利用軟件中的各項(xiàng)工具，可以提高效率，并且去噪前，必須保證已經(jīng)完成MTA轉(zhuǎn)換，否則去噪后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所有的工作都將無效。

　　3.2.2精拼接四合院總站數(shù)為364站，平均每站數(shù)據(jù)量為1.5G，總體數(shù)據(jù)量較大，精拼接成果數(shù)據(jù)需要具有北京地方坐標(biāo)系坐標(biāo)成果，在精拼接時(shí)，為了提高拼接效率并且避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)分層，依照測量中“先控制，后碎部”原則，第一步，建立掃描站的控制路線，在四合院整體范圍內(nèi)選擇較為合適的前后通視位置以及各建筑物室內(nèi)外銜接站，建立掃描控制路線(圖8)，每個(gè)院內(nèi)的主體掃描站利用反射片直接獲取北京市坐標(biāo)，對(duì)于路線中的其他站采用精拼接(ICP)[5]的方式進(jìn)行拼接;第二步，以控制導(dǎo)線中的站點(diǎn)為固定站，對(duì)室內(nèi)室外分別拼接。為了保證項(xiàng)目要求精度(3mm)，需在精拼時(shí)多次操作，誤差限差由大到小進(jìn)行設(shè)置，并在完成后進(jìn)行剖面檢查，查看數(shù)據(jù)分層情況[6]。對(duì)偏差較大的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，圖9為拼接結(jié)果整體拼接誤差達(dá)到1mm。除此之外，粗拼接必須保證較高的精度(經(jīng)驗(yàn)值20mm以內(nèi))并且在各個(gè)坐標(biāo)軸方向沒有明顯的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角，以此保證精拼接不出現(xiàn)異常結(jié)果。

　　3.2.3正射圖制作各站掃描角度不同，對(duì)于同一物體掃描存在色差，在正射圖制作過程中容易出現(xiàn)顏色分層，影響整體美觀效果。針對(duì)正射圖制作過程中出現(xiàn)色彩不均、色彩分層的問題，采用以下方法解決，針對(duì)某一個(gè)建筑物立面。將所有相關(guān)站分離出來對(duì)比照片色彩，選用效果較好的作為樣例，在圖片處理軟件(Photoshop)中調(diào)整其他站點(diǎn)的照片色彩，將色差降到最低(圖10)。

　　由于需要對(duì)部分站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏或刪除，考慮到數(shù)據(jù)的完整性，及操作的效率，可以將每站中與當(dāng)前剖面有關(guān)的數(shù)據(jù)復(fù)制出polydata，對(duì)polydata進(jìn)行處理;正射時(shí)遇到角度旋轉(zhuǎn)問題，可一次性整體調(diào)整，然后出圖。需要特別注意的是，為了避免成果數(shù)據(jù)坐標(biāo)發(fā)生變化，出圖前盡量將所有站點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣(SOP)導(dǎo)出以備不時(shí)之需。出圖時(shí)，參照站點(diǎn)布置圖加站，盡量只保留每站掃描的重點(diǎn)區(qū)域，如有缺失，再進(jìn)行補(bǔ)漏，對(duì)由于植被晃動(dòng)引起的賦色誤差，在處理時(shí)可沿邊緣進(jìn)行剔除，以保證出圖質(zhì)量(圖11、圖12)。圖13、圖14為部分正射圖成果。圖15為四合院整體鳥瞰圖。

　　3.3古建筑三維建模

　　在Geomagicstudio12軟件中，首先將經(jīng)過預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，保證建筑物表面的連續(xù)性，再通過一定的方法對(duì)多邊形進(jìn)行曲面擬合，經(jīng)一些列的修復(fù)操作后構(gòu)造三維實(shí)體模型。流程如圖2.3。點(diǎn)階段的工作主要是：點(diǎn)云拼接、點(diǎn)云去噪、點(diǎn)云濾波、點(diǎn)云壓縮和點(diǎn)云封裝，這在前面章節(jié)中已經(jīng)進(jìn)行了闡述，下面接著已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)，直接進(jìn)行多邊形階段的處理。多邊形階段的處理工作主要包括孔洞和缺口的修補(bǔ)、特征去除、多邊形抽稀簡化、平滑松弛等。曲面階段軟件中有比較快捷的處理工具，只需進(jìn)行簡單的操作即可生成平滑的曲面，對(duì)于細(xì)部的瑕疵，還需要單獨(dú)進(jìn)行修復(fù)。模型構(gòu)建完成之后模型顏色為系統(tǒng)顏色，需要進(jìn)行紋理映射工作以獲得更加真實(shí)的效果。

　　3.3.1多邊形孔洞修補(bǔ)所謂多邊形孔洞修補(bǔ)就是利用周邊領(lǐng)域的完整三維數(shù)據(jù)插值出缺損部位的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)間的相應(yīng)拓?fù)潢P(guān)系[7]。進(jìn)行孔洞填補(bǔ)時(shí)，小孔用平面填補(bǔ)，大孔用基于曲面的方法填補(bǔ)[8]。效果如圖16、17所示。圖16封裝好的屋頂數(shù)據(jù)圖17孔洞修補(bǔ)完成的屋頂3.3.2特征去除、平滑、松弛由于原始數(shù)據(jù)排列雜亂無章，形成的三角面會(huì)出現(xiàn)交錯(cuò)、覆蓋、凸起、釘狀物等現(xiàn)象，而軟件中“多邊形去除特征”和“網(wǎng)格醫(yī)生”命令能很好地優(yōu)化處理這些小瑕疵[9]，可以使整體模型變得光滑柔順。

　　3.3.3模型紋理映射紋理映射實(shí)質(zhì)上是從二維紋理平面到三維模型表面的一個(gè)映射(即UV映射)[10]。一般來說，二維紋理文件屬于平面系統(tǒng)，可以用數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)，亦可以用各種數(shù)字化圖像來離散定義。這樣，該平面系統(tǒng)的每一點(diǎn)處，均定義有顏色值，稱該平面區(qū)域?yàn)榧y理空間。將外業(yè)采集的正射紋理圖片進(jìn)行處理后，在軟件中通過生成紋理貼圖，紋理匹配點(diǎn)對(duì)應(yīng)以及投影圖像三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)模型的紋理映射工作，屋頂點(diǎn)云模型和最終紋理映射效果如圖18和圖19所示。

　　4結(jié)束語

　　本文闡述了三維激光掃描技術(shù)用于古建筑測繪的關(guān)鍵技術(shù)，以某四合院掃描為例進(jìn)行了探討，分析了項(xiàng)目中內(nèi)外業(yè)主要流程及實(shí)現(xiàn)方法，針對(duì)不同情況總結(jié)出相關(guān)技術(shù)方案，并嘗試?yán)玫谌杰浖?shí)現(xiàn)建筑物模型構(gòu)建，三維激光掃描儀作為古建筑測繪的一種新的技術(shù)手段，一定會(huì)在古建筑測繪應(yīng)用中得到普及和推廣，并在歷史建筑保護(hù)與再生利用領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。設(shè)站的優(yōu)化、去噪自動(dòng)化程度低、精拼接異常、與CAD軟件的交互以及模型的制作效率和精細(xì)度仍是日后應(yīng)用研究解決完善的重要方向。

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　　作者：張立偉 劉鵬飛 李冠 單位：北京市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

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