1. problemas existentes en los métodos tradicionales existentes

La cartografía topográfica convencional a gran escala se realiza principalmente utilizando tecnologías terrestres como el posicionamiento diferencial dinámico en tiempo real por satélite (gnss, rtk) y la estación total.

(1) estos métodos técnicos requieren la instalación de objetivos de observación (estaciones móviles o prismas, etc.) en los puntos característicos del objeto medido (puntos rotos), la observación individual punto por punto, la información obtenida es limitada y no es suficiente para expresar detalladamente la topografía real de la zona de medición;

(2) la salida final de los datos medidos es un resultado bidimensional (gráfico cad), que no puede expresar intuitivamente las características generales de los datos;

(3) el tiempo de adquisición de datos en el campo es más largo, la intensidad del trabajo es mayor y el período de construcción es difícil de garantizar. debido a la lenta actualización de los datos, es cada vez más difícil cumplir con los requisitos de la tasa de actualización de la información geográfica en la era del Big data;

(4) es difícil garantizar la seguridad de los técnicos y equipos de adquisición de datos en algunos entornos especiales y peligrosos.

2. ventajas de la tecnología de escaneo láser tridimensional

El uso de la tecnología de escaneo láser tridimensional para la cartografía topográfica es un cambio importante en la tecnología tradicional de topografía y cartografía terrestre.

(1) la tecnología de escaneo láser tridimensional combina la tecnología RTK (o la tecnología de estación completa), después de determinar las coordenadas de la estación de medición del escáner y el punto de orientación de la visión trasera, se obtienen datos e imágenes de la nube de puntos espaciales regionales visibles en un rango de 360 °, y se realiza un escaneo de estación En un lugar fuera de la vista, de modo que toda la zona de medición se superpone y no tiene lagunas.

(2) el radio de escaneo de los escáneres láser tridimensionales varía según el instrumento y el medio objetivo, actualmente generalmente en 1,5 - 1200m. en áreas con terreno complejo y distribución de puntos peligrosos desconocidos, el uso de la tecnología de escaneo láser tridimensional para la cartografía topográfica a gran escala es una opción de optimización científica.

(3) después de empalmar, eliminar el ruido, filtrar y modelar los datos de la industria interna, se generan líneas de contorno, se dibujan símbolos de características físicas y otros procesos de postprocesamiento para completar los resultados del mapa topográfico.

(4) la tecnología de escaneo láser tridimensional rompe con la medición tradicional punto a punto por separado y realiza la adquisición de datos de escaneo regional. A través de la medición de escaneo láser de alta velocidad, se pueden obtener rápidamente datos de coordenadas tridimensionales en la superficie del objeto medido, que tienen las características de adquisición rápida y adquisición rica de datos, y la distancia de medición es larga, los datos son precisos y no están limitados por la precisión del geoide.

(5) los datos medidos por la tecnología de escaneo láser tridimensional no solo contienen información de ubicación espacial del objetivo, sino que también registran información de intensidad de reflexión e información de escala de grises de color del objetivo, y la presentación general es más real.

3. procesos operativos

(1) adquisición de datos en el campo

En primer lugar, se investiga el entorno circundante de la zona de medición para determinar la posición del escáner y el objetivo. Primero, asegúrese de que los datos obtenidos al final de cada estación de escaneo puedan representar el área de medición completa; En segundo lugar, se deben seleccionar el menor número posible de estaciones de medición para reducir la cantidad de datos originales. El escaneo también debe tomar fotos de las características de la zona de medición y el terreno especial para facilitar el procesamiento posterior de datos y la edición y modificación del mapa topográfico.

Después de escanear cada estación, también se deben realizar escaneos finos de n objetivos. Durante el proceso de escaneo, el punto central de cada objetivo se extrae seleccionando los puntos en el área del objetivo de control. Al mismo tiempo, es necesario utilizar una estación total sin reflexión o RTK para medir con precisión las coordenadas tridimensionales del Centro del objetivo bajo el sistema de coordenadas local para el registro posterior de datos de varias estaciones. La distribución del objetivo debe basarse en la precisión de registro de las coordenadas generales de la estación de medición, que debe evitarse en la medida de lo posible en forma estrecha y larga, como es mejor colocarse en un triángulo casi positivo cuando se colocan tres estaciones de medición, además, la distancia entre el objetivo y el escáner también debe ser moderada, demasiado cerca traerá un mayor error de conversión del objetivo, demasiado lejos reducirá la precisión de identificación de la posición central del objetivo.

(2) registro de datos en la nube de puntos

Debido a que cada escaneo solo puede obtener datos locales del área de medición, para obtener datos tridimensionales completos del área de medición, es necesario realizar múltiples escaneos desde diferentes posiciones, y los datos obtenidos de cada escaneo se encuentran en un sistema de coordenadas locales definido como el origen de la estación de medición actual. Por lo tanto, es necesario establecer algunos objetivos de control en el área de escaneo, de modo que el mapa de nubes de puntos de escaneo adyacentes tenga tres o más objetivos de control del mismo nombre, unificando los datos de la nube de puntos de escaneo bajo el mismo sistema de coordenadas a través del objetivo de control del mismo nombre.

(3) extracción y dibujo de características

La extracción de los puntos característicos de la figura se extrae manualmente en los datos de la nube de puntos registrados, como las esquinas de la casa, los puntos centrales de los postes telefónicos, etc. Se puede extraer utilizando un software de postprocesamiento de escaneo láser tridimensional en tierra, como el software HD scene, que puede extraer manualmente los puntos de características de la figura en la vista de nube de puntos y exportarlos a un archivo de texto en un cierto formato.

(4) adquisición de datos geomorfológicos (eliminación de ruido)

Debido a que la tecnología de escaneo láser tridimensional es un escaneo de la información espacial de toda la zona de medición, contiene toda la información de la superficie. La presencia de vegetación arbórea y características terrestres en la superficie topográfica afectará la generación automática de contornos, por lo que es necesario eliminar los datos de la nube puntual de la parte no geomorfológica antes de generar contornos, que actualmente no tiene el software correspondiente para lograr la eliminación automatizada.

(5) generación de líneas de contorno (tratamiento de dilución)

Cuando se escanea láser tridimensional en el suelo, la densidad de escaneo es generalmente alta, y sus puntos son demasiado densos en comparación con la topografía y la cartografía, y su distribución es desigual. Si se utilizan directamente los puntos de escaneo para construir una red triangular para rastrear los contornos, su exceso de información detallada puede causar trastornos en los contornos. Por lo tanto, los datos de la nube puntual después de eliminar los factores no geomorfológicos generalmente se diluyen de acuerdo con la densidad requerida por la cartografía topográfica. Después de eso, los datos se importan al software de cartografía digital a gran escala y se generan automáticamente líneas de contorno.

(6) edición de mapas topográficos

Superponer y editar el gráfico de la figura con el gráfico de la línea de contorno. al mismo tiempo, debido a la eliminación de los datos de la parte de la figura, el contorno generado carece localmente, distorsiona, no es liso, etc. en este momento, es necesario modificarlo manualmente en comparación con los datos de la foto y la nube de puntos. Más tarde, se añade la anotación de elevación para generar el contorno de la leyenda y realizar modificaciones locales.