项目背景
唐山纵横钢铁厂是河北省知名钢结构加工厂，年产量几十亿上百亿，为全国各地提供各类钢厂器件。钢结构的加工和提炼少不了多种原料的混合使用，如煤、石灰、铁矿石等等，这些用料体积庞大，但缺非常怕水，所以大多数都存储在大型钢结构厂房中。厂房采用混凝土结构修建而成，顶部采用钢结构搭建，内部可以容纳几百万方的料堆存放，并且可以容许大型货车和运输设备的日常工作行走与运行。
每每载重几十吨的大货车通过厂房底部时都会对底部水泥支柱造成震动，长此以往，很多用作支撑承重柱便在剧烈震动下发生偏移和沉降。为了保障厂房的安全和稳定性，避免发生倾斜过度导致坍塌，有必要定期对厂房内部的低级支柱做沉降和偏移测量。
项目内容
在本项工分多期检测，第一期时，客户利用全站仪免棱镜测量和人工登高测量，整体工作费时费力，并且测量数据的成果精度往往满足不了最终要求。
了解到客户的最终成果要求后我们采用Trimble TX8进行外业数据采集，如图1所示大小的厂房整体尺寸为800*200*20米，其中共有三排水泥支柱，每个柱子间隔4米，并且每个支柱的顶部都有钢球作为固定装置。
需要检测的内容为每个支撑主体的上下两个中心点的垂直偏移程度和主体上方球体的中心点坐标。
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，本项目采用2挡位平均一测站3分钟时间进行数据采集，在30米处点间距为11mm，点云精度2mm，这个挡位的点云密度完全可以满足整体三维厂房的最终需求，可以轻松的将所有的支撑主体和钢结构全部获取到，充分满足数据的齐全性、完整性和可用性。对于如此规模大小的厂房我们只需要6个小时既可完成所有的数据采集工作。
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。 |
内业处理流程
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，80测站数据大约用时3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，利用RealWorks的定向功能将整体数据设定与X轴平行，之后利用坐标设定功能取一基准点作为原点（0；0；0）
坐标原定设定利用分割工具提取球状目标和柱状目标
目标点云提取链接球中心坐标提取
利用自带的点云拟合工具，对所提取的点云进行自动拟合，利用拟合的原理将原始的三维点云数据生成实体的三维模型。
球状目标点云拟合拟合完成后点击软件左侧属性栏查看该球状属性即可，里面会有对应的中心点坐标，既得出最终成果，通过利用提取出的坐标与原始设计图纸坐标进行对比，即可对比出该球是否发生偏移现象。此种方法获取到的数据精度可达3mm以内，完全可以满足客户的最终检测需求。
球状目标体坐标查看底部支撑柱偏移检测
利用分割工具提取整体柱状点云，将主体拟合成实体模型后，可以进一步求取其上下中心点坐标，通过对比中心点坐标数值，可以检测出该支撑柱是否发生偏移，若支撑住在没有发生偏移的情况下，所求取的上下中心点坐标值应当相同。
支撑柱三维点云目标拟合利用点云拟合后的上下模型，分别提取柱子的上端和下端的中心点。
支撑柱上下地面坐标提取在已经拟合好的实体模型基础上，可以通过点击该模型属性信息，获取该模型相关信息，如尺寸、中心点坐标等等。
得到上端和下端中心点坐标偏差值如下：
表1 A1号柱体底部与顶部坐标偏移量统计最终成果展示
柱体和球体成果展示
拟合后的模型整体单独显示软件简介
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
1.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。
2.数据作业效率高
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，并且可以自由设定采集的点云间距，工作效率是传统免棱镜或者人工测量的10倍以上。
3.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，钢结构三维点云精度最高可达2mm，可大大提高检测成果质量。
4.强大的软件功能
Trimble RealWorks软件具有多种独特的功能，如全汉化版、全自动无标靶配准、坐标设定、目标提取、点云检测、与设计数据对比检测等。
5.独有的检测模块
Trimble RealWorks软件所具备的检测模块，除了对本身处理的点云数据做检测外，还可以实现多期点云数据的同时加载对比检测、点云数据与设计模型对比检测、点云数据与CAD共同加载进行对比检测，此外还支持在点云上的平面检测、垂直面检测等等，这种强大的检测功能为我们工厂行业的客户带来了诸多优质的解决方案。