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摘要:本文主要针对三维激光扫描技术在城市建筑竣工测量中的应用展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对主要的工作实施作了详细的阐述，并给出了相应的心得体会，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词:三维激光扫描技术；城市建筑；竣工测量
0前言
竣工测量是建筑规划验收的重要依据。随着测绘科技的发展，新技术新方法在竣工测量中的应用日益广泛，而三维激光扫描技术作为其中的一项新技术，在城市建筑的竣工测量中发挥着极为重要的作用。基于此，本文就三维激光扫描技术在城市建筑竣工测量中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1工程概况及工作流程
1.1工程概况
某项目包括容纳办公与公寓的高层塔楼、配套商业裙房、地下车库及城市绿地等功能。其中高层塔楼位于东西向景观轴的西侧顶端，设计地上38层。主体塔楼成弧线三角形，6层～31层是标准层，31层以上每层建筑轮廓大小不同，自标准层向上逐层缩小，主体塔楼外墙为铝合金玻璃幕墙体系，利用全站仪设站测量很难准确测量各层建筑轮廓特征点，这给利用传统测量方法进行竣工规划测量工作带来了挑战。
1.2工作流程
鉴于该项目的建筑特色，采用三维激光扫描技术与传统对边测量方法相结合进行竣工规划测量，能够快速有效地获取主体塔楼的建筑轮廓和建筑高度，其主要的工作流程如图1所示，采用三维激光扫描技术对每层建筑轮廓进行扫描测量，通过测量点云数据提取项目每层的弧线三角形轮廓，用于后续竣工图中平面位置编绘和建筑面积的计算，结合对边测量对主体塔楼的建筑高度进行测量。
2.2平面位置测量及面积测量、计算
三维激光扫描测量技术是一种自动立体扫描技术，是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。它采用非接触主动测量方式对物体进行立体扫描，从而快速获取物体表面三维坐标，突破了传统测量(如全站仪测量，RTK测量等)单点测量技术的限制，具有高效、快捷、精确、简便等特点，可以极大地降低成本，节约时间，被广泛的应用于各个领域。
根据参考文献、研究可知，三维激光扫描仪点位测量及面积计算精度满足竣工规划测量的要求，利用某品牌三维激光扫描仪对主体塔楼进行建筑轮廓测量，并利用全站仪测量适当点位作为检测点对其进行检核。
激光在玻璃幕墙这种材质的反射效果并不理想，主要靠铝合金框架获取点云数据，首先在控制点上架设三维激光扫描仪从主体塔楼四周进行测量，经过设站扫描、预处理、点云去噪、修补数据空洞、切割和点云配准、点云抽稀、分层切片处理、建筑轮廓提取，获取主体塔楼的平面位置，并根据一层室内坪(±0.00)高程和层高，提取每层建筑轮廓进行校核并用于面积计算。
由于受仪器扫描距离和建筑高度的影响，即使在主体塔楼周边高层建筑上架设仪器，主体塔楼的33层～38层的点云数据也难以满足计算要求，针对本项目33层～38层采用在建筑内部进行三维激光扫描测量，围绕核心筒进行扫描，获取该层内部点云数据，通过在内部扫描测量获取点云数据(如图3所示)，利用分层切片方式提取本层的建筑内部轮廓点云数据(如图4所示)，根据玻璃幕墙的做法及实量厚度反推建筑外轮廓，用于该层的建筑面积的校核计算。
2.3内部空间布局测量
建筑内部空间布局是否与备案图纸一致，关系到后续房产面积的计算以及房产证的办理。依据备案图纸对建筑内部空间布局进行测量，测量内容包括空间大小、位置、功能划分的准确性和一致性，尤其是建筑内的电梯井、楼梯间、风机房、变电室、设备间、公共门厅、过道等共有部分，这些共有部分的变化会引起分摊的变化，影响房屋产权面积的最终结果。
2.4高程高度测量
全站仪集光电测距、电子经纬仪和微处理机于一体，不仅能同时自动测角、测距，而且精度高、速度快，尤其是它提供的一些特殊测量功能，如对边测量(RDM)、悬高测量(REM)、放样测量等，给测量工作带来了极大的方便。
对边测量是全站仪的一种专用测量功能，它可间接测量两点间的距离和高差，通常适用于待测的两点间有障碍不能通视以及待测的两点不便甚至不能安置仪器。对边测量设站灵活，操作简单，在实际测量工程中非常有用。
已有很多文献对对边测量方法进行了详细的介绍，本文参照参考文献中提供的方法对主体塔楼进行高度测量，同时结合三维激光扫描技术、全站仪几何坐标量测方法，由上述3种方法获取楼高数据进行比对，如表1所示:
实测数据结果及方法比对表1
注:施工过程中楼高的女儿墙部分存在施工变更，导致实测结果与规划指标差值较大。
从表中数据可知，由于对边测量直接传递地面高程，较全站仪几何测量的精度略高，并且对边测量设站灵活，操作相对简单。
2.5成果编制
由于各地规划管理部门对竣工规划测量成果要求不完全相同，本文对成果的内容不做详细的阐述说明，竣工规划测量成果主要包括:
(1)建设工程竣工规划测量技术报告；
(2)建设工程竣工规划测量成果汇总表；
(3)竣工规划建筑立面、高度图；
(4)竣工规划建筑尺寸、面积图；
(5)建设工程规划总平面竣工图；
除以上述成果外，还需要编制长宽尺寸、面积、高度比对表、布局变更说明等辅助材料，用于明确表述该项目测绘成果与规划相应指标的差异，为规划管理部门对建设项目的决策审查提供准确的数据来源。
3心得体会
(1)由于对三维激光扫描的点云数据建模数据量大、耗费时间较长，对本次竣工规划测量而言，不需要进行建模，利用分层切片方式处理点云数据获取建筑轮廓，可以节省大量的内业数据处理时间。
(2)三维激光扫描在铝合金玻璃幕墙体系下，从内部进行扫描较外部扫描可以获取相对较多的点云数据，并且不受扫描距离的限制，并能获取内部空间布局的数据，缺点是要逐层扫描、逐层数据处理，并且适用于内部空间分隔较小的情况；而从外部扫描可以一次性获取整栋建筑(或大部分)的点云数据，但受扫描距离和建筑材质的限制较大。两种方式各有优缺点，根据项目特色选择其一，也可以组合进行测量。
(3)对边测量能够很方便地将地面二级导线点的高程传递到高层建筑的顶部，相比较其他测量方式，具有操作简便、精度高等特点。
4结语
综上所述，竣工测量是城市建筑工程的一个重要环节,它是在建筑工程竣工后,对建筑物实体进行的全方位的测量工作。而三维激光扫描技术的应用，给城市建筑的竣工测量带来了极大的帮助，值得大力的推广应用。
参考文献
[1]邢汉发、高志国、吕磊.三维激光扫描技术在城市建筑竣工测量中的应用[J].工程勘察.2014（05）.
[2]王大伟.现代测绘技术在城市建筑竣工测量中的应用[J].江西建材.2015（04）.
第一作者简介
赵学恩（1984.06-）男、汉族、大学本科，工作单位：海南尚景工程勘测有限公司；主要从事：工程测量、房产测绘、海洋测绘等方面的工作。电话:18976468918邮箱：313959019@qq.com