项目背景
青岛市胶南老城区存在大量上个世纪八十年代、九十年代所建立的老旧建筑房屋，属于青岛目前最大的老城区。房屋内仍有大量居民居住，考虑到建筑的因年久失修、风吹日晒所造成外墙体出现大量裂缝、立面水泥脱落等问题，对居民正常生活带来非常大的影响，同时也影响着整体胶南区的市容市貌，为胶南老厂区居民的正常生活安全保障，黄岛区政府联合黄岛建筑设计院共同实施老城区建筑改造升级项目。
项目内容
在本项目开始阶段，客户首先自己利用全站仪进行外业数据采集，由于需要对建筑的门、窗、空调机、外部楼梯、通水管线、广告怕等立面设施全部需要进行测量，客户首先派遣8组全站仪作业团队，每组2人，采用免棱镜的方式进行数据采集，外业人员每天作业8小时，一天可一组作业人员可以完成长40米、款15米、高20米的一栋小区建筑一栋楼，经过5天的作业后，8组作业团队仅仅完成一个小区的30栋楼，因设计单位急需建筑数据成果做设计出图，只给7天的时间必须完成数据采集，整体项目共需要测量500栋楼的三维数据并绘图，客户自己只采集了30栋，所以这种传统全站仪免棱镜作业方式效率远远达不到业主需求。
我们了解到情况后，为了能够更好、更快、更准确的获取建筑的周围的立面数据,为客户重新制定了数据采集方案，采用Trimble TX8三维激光扫描仪对建筑立面实施三维点云数字化获取。
图1 作业区规划图竞争分析
本项目500栋建筑共分布于两条街道，我们单位负责采集铁橛山路300栋建筑数据采集，客户另寻一家FARO单位进行另外一条200栋建筑的区域，FARO 作业方采用FARO 350进行作业。由于考虑到时间的紧迫性，客户要求每个单位需派遣两组作业团队进行作业，为了能够在工期内为业主提供可用数据，我方作业团队平均每天作业9小时，采用2分钟一测站，不拍照，平均一天一组可以采集30栋建筑，整体300栋建筑共用时5天便全部完成，而FARO团队则又耗时2天才完成整体的数据采集工作。
解决方案
外业采集流程
通过对所采集的区域进行勘测分析，制定合理快速的数据采集路线，即可开始作业，本项目统一采用一档位作业模型，Trimble TX8凭借其特有的闪电技术，在高速作业的同时可以获取到高精度高密度的点云数据成果，一测站用时只需2分钟，加上搬站架站时间，一测站平均用时3-4分钟，完成一栋建筑的四周立面数据获取需要架设6站，只需15-20分钟，平均一天8-9小时作业时长，可获取140+的测站数据成果。
相关设备
Trimble TX8 高速激光三维扫描仪
| 速度快: | 普通外业数据采集3分钟便可完成一站数据采集。 |
| 精度高: | 120米范围内，可达1mm精度。 |
| 距离远: | 对于宽广的区域，TX8扫描范围可达340米扫描测程。 |
| 自动化: | 可以实现软件自动配准处理。 |
| 高兼容: | 所应用的不但可以识别多种数据格式，同时还可导出Dwg、Dxf等数据格式，能够在CAD或其他软件中加载并处理。 |
| 无标靶作业: | 本方案打破了传统的扫描仪作业过程使用标靶的局限，使作业更简单。 |
内业流程
将Trimble TX8扫描到的数据文件直接加载到Trimble RealWorks软件中，由于本软件具有全自动配准功能，只需设定好参考基准站，即可实现自动拼接处理，在作业厂区我们采用的笔记本移动工作站进行数据处理，140测站数据大约用时6小时即可完成所有数据的拼接和点云的完全显示。
数据拼接完成后，为了保障后期CAD绘图的便利和数据方位的正确性，利用Trimble RealWorks软件的方向定向功能，为整体数据进行正方向的设定，使得数据的正方向与软件中的X轴平行。这样在点云数据输入到CAD中显示出来的数据也是正方向的，立面数据平行于各个轴线。
为了每栋建筑可以按照设计编号进行统一导出和制作，以及噪点数据的处理，RealWorks软件有专门的点云切割工具，不但可以快速去噪还可以自由提取目标点云数据
TRW软件可以与2019版本CAD进行关联，实现数据实时快速传递，如图6，在TRW软件中即可打开CAD软件，并且将三维点云数据加载到CAD中进行绘制。
通过在CAD中加载的三维点云数据进行绘制，采用多段线编辑，并且在2019CAD版本里有关于点云的相关设定，可以帮助我们更好的在CAD中使用三维点云数据。
如图7可知，为在CAD中绘制好的立面成果数据，并且利用CAD与原始三维点云数据进行对比参照，可以检查绘制的情况。
软件简介
Trimble Realworks是专为当今各种扫描应用来设计的、功能强大的办公软件，可从各种三维激光扫描仪导入丰富的数据并将其转换为引人注目的三维成果。
- 配准、可视化、浏览、管理扫描仪点云数据
- 管理、处理和分析大数据集
- 无标靶自动配准，生成报告
- 集成来自Trimble GNSS、全站仪和3D数据
- 导出CAD设计包
- 发布项目数据包供单独浏览、测量、注解
- 5个版本适应不同应用场景
项目总结
与传统测量技术相比具有的特点：
- 非接触测量：
三维激光扫描技术采用非接触扫描目标的方式进行测量,无需反射棱镜,对扫描目标物体不需进行任何表面处理,直接采集物体表面的三维数据,所采集的数据完全真实可靠。可以用于解决危险目标、环境(或柔性目标)及人员难以企及的情况,具有传统测量方式难以完成的技术优势。 - 数据采样率高：
目前,采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数百万点/秒。可见采样速率是传统测量方式难以比拟的。 - 主动发射扫描光源：
三维激光扫描技术采用主动发射扫描光源(激光),通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息,因此在扫描过程中,可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。 - 高分辨率、高精度：
三维激光扫描技术可以快速、高精度获取海量点云数据,可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集,从而达到高分辨率的目的。 - 数字化采集,兼容性好：
三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号,具有全数字特征,易于后期处理及输出。用户界面友好的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享。 - 结构紧凑、防护能力强适合野外使用：
目前常用的扫描设备一般具有体积小、重量轻、防水、防潮,对使用条件要求不高,环境适应能力强,适于野外使用。