城市建筑立面快速测绘与数据处理开题报告

1. 研究目的与意义

背景及国内外研究现状：

在城市建设发展的过程中，每个发展阶段的建设均存在差别,临街建筑物和当前发展中新的街道景观实现协调,或者是对原有的建筑物进行改造扩建等，这些都涉及到就建筑物立面的整治,为了达到美观效果,对建筑物测绘立面图提出了新的要求。建筑物立面图,主要是将垂直面作为投影面,现代测绘主要是以平面为投影面,因此,建筑物立面图和现代测绘也存在差别,需要对现代测绘进行格式转换,才能利用现代测绘软件进行测绘。许多学者对建筑立面的测绘方法进行了深入的研究。陈梅森对基于全站仪的建筑立面测量方法进行了研究，目的在于让人们重视该仪器对建筑立面测量技术的研究，他认为三维激光扫描仪在建筑物立面测量中发挥了一定的作用,但对建筑立面测量也存在一定问题。当前发展中,全站仪在建筑立面测量中发挥着重要作用；华远峰等以晋州市某主干路周围为例，对基于全站仪自由设站对建筑立面测绘的方法进行了研究与应用，他们认为全站仪自由设站法立面测绘方式，省去了埋设地面控制点及建立地面控制网的工序,采用建筑立面自身的特征点位或粘贴标靶作为公共联结点的形式进行测量控制和实现多测站数据的拼接。通过对全站仪自由设站观测数据直接展点绘图,对立面图投影变形进行拉伸改正,操作直观性强,便于检核。该种方法可实现单人作业,仅需要一组全站仪，一个人即可进行外立面测绘。其操作简便,节约了人工成本,提高了测量效率,且具有较好的观测精度,满足工程需要,具有较强适用性和推广价值；崔颖等对基于多基线近景摄影测量方法的城市建筑物立面图构建的研究为构建城市建筑物立面图提供了一种非常有效的解决方案；江西省煤田地质局测绘大队的史正军以义乌街东西侧建筑立面测绘项目为例，展示了三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用，他认为三维激光扫描技术解决了传统测量方法费时费力且精度低的问题,在建筑立面测绘方面将有极大的推广前景。但项目实施过程中﹐应着重注意测量时机的把控﹑噪点的去除方法、标靶的形状与粘贴方式、扫描参数的设置等关键技术，有条件的应当通过实验确定。另外,三维激光扫描技术也存在自身的短板,实际工作中应加强同传统测量设备的配合。隶属法国斯特拉斯堡，摄影测量和地理信息组，icube实验室的e.lachat, t. landes和 p. grussenmeyer以某教堂为例，介绍了三维激光扫描仪。三维激光扫描技术采用的是现代高精度传感技术，它可以采用无接触方式，能够深入到复杂的现场环境及空间中进行扫描操作。可以直接获取各种实体或实景的三维数据，得到被测物体表面的采样点集合“点云”，具有快速、简便、准确的特点。基于点云模型的数据和距离影像数据可以快速重构出目标的三维模型，并能获得三维空间的线、面、体等各种实验数据，如测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等。自上个世纪60年代激光技术已经开始出现﹐激光技术以其单一性和高聚积度在20世纪获得巨大发展。实现了从一维到二维直至今天广泛应用的三维测量的发展，实现了无合作目标的快速高精度测量。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容

1）立面测绘的技术要求及相应规范：

熟悉《测量学》《数字测图原理与方法》《摄影测量学》等课程相关内容，了解全站仪、三维激光扫描仪以及房屋建筑立面测量的相关理论。从需求出发，分析城市建筑立面施测精度要求，并按相关国家规范进行设计。

3. 研究的方法与步骤

（1）资料准备：外业踏勘时拍摄需要测量的建筑立面的正摄像片，利用photoshop软件对采集到的像片进行去色、反相、滤镜等加工处理并打印出来作为工作草图以备外业使用，这样制作的工作草图能节省外业专门绘制草图的时间，又直观，能更好的辅助记忆，将外业测点与建筑物特征点更好的对应起来，以方便内业连图。

（不方便拍摄的也可手绘草图，对建筑物各个面都进行绘制）（2）外业立面测量：建筑物立面数据采集过程中，每个立面特征点是分开采集，但同一栋建筑不同立面测量采用的坐标要一致，先要做好控制测量，可联测到地方坐标，也可采用独立的假定坐标。

外业采集时遵循先整体，再局部测量的方式。

4. 参考文献

[1].魏进京,基于激光点云数据的建筑物外立面测量与制图.江西测绘,2020(04):第24-27 64页.[2].崔颖等,基于多基线近景摄影测量方法的城市建筑物立面图构建.北京测绘,2020.34(12):第1746-1749页.[3].钟棉卿,基于三维激光扫描技术的城市建筑外立面测量.北京测绘,2020.34(11):第1606-1609页.[4].金新平,三维激光扫描技术应用于城市建筑物外立面测绘——以云南省澄江县提质扩容建筑外立面改造项目为例.福建建筑,2020(11):第134-138页.[5].史正军,三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用.北京测绘,2020.34(10):第1388-1391页.[6].龙润泽与鲁明军,三维激光扫描技术用于老旧小区改造中二维信息提取与平面制图.测绘通报,2020(09):第127-131页.[7].冯文江,马力与雷广渊,三维激光扫描技术在建筑立面图绘制中的应用.地矿测绘,2020.36(03):第33-36页.[8].华远峰等,基于全站仪自由设站的建筑立面测绘方法研究及应用.城市勘测,2020(04):第139-142页.[9].梁智勇与郭军,基于三维激光扫描技术对异形建筑物立面测量的应用.测绘工程,2020.29(04):第70-72 76页.[10].黎其添,几种建筑物立面测量方法对比分析.北京测绘,2019.33(07):第850-852页.[11].龚良雄,赵兴友与朱锋博,基于三维激光扫描技术的建筑物立面测绘及成果精度评定.城市勘测,2018(06):第67-69页.

5. 计划与进度安排

1、准备阶段（2022.3.22——2022.4.08）：2022.3.22——2022.3.31为准备工作阶段，查阅相关规范，了解全站仪、三维激光扫描仪以及房屋建筑立面测量的相关理论；2022.4.01——2022.4.08为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。

2、设计工作阶段（2022.4.9——2022.5.19）：2022.4.9——2022.4.16为方案设计阶段，针对具体问题，选择合适的数据采集手段；2022.4.17——2022.4.30为数据采集阶段，完成对相对简单的房屋实体进行立面测量，并了解其工作原理；2022.5.1——2022.5.21为内业数据处理阶段，完成利用相关软件对外业测量数据进行处理，绘制房屋立面图；3、成果提交阶段（2022.5.22——2022.6.11）2022.5.22——2022.6.4为毕业设计说明书撰写阶段；2022.6.05——2022.6.11为修改、打印、装订以及提交成果。

2022.6.12——2022.6.18论文答辩准备及答辩。