Leigh Surveyors公司總部位于澳大利亞布里斯班，專注于交通基礎(chǔ)設(shè)施市場。該公司通過持續(xù)對激光雷達(dá)、掃描機器人以及對最 新移動測繪技術(shù)的投資，提供更全面、更精確的解決方案，保持著行業(yè)領(lǐng)先地位，并為數(shù)字孿生奠定基礎(chǔ)。

本篇文章是對該公司的數(shù)字工程主管Chris Power的訪談錄，他分享了新近對移動測繪技術(shù)的測試和部署經(jīng)過，以及對隨之而來的趨勢、挑戰(zhàn)及優(yōu)勢的思考，希望能對您的工作有所啟發(fā)和幫助。

Chris Power和Leigh Surveyors公司的所有者兼測量師Rupert Leigh

對于基礎(chǔ)設(shè)施測量員而言，移動測繪面臨的最 大挑戰(zhàn)是什么？

準(zhǔn)確性。我們看到過很多效果不錯的地面激光雷達(dá)數(shù)點云數(shù)據(jù)。然而，很多這樣的例子都依賴于幾何匹配或“點云對點云”的配準(zhǔn)來拼接出完整的測量范圍，而不總是將點云數(shù)據(jù)嵌套到對應(yīng)的地理參考框架中。因為誤差累積和“短邊控制長邊”等問題，這樣做無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而我們經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，Trimble? MX9以其搭配的測量工作流程，可以將數(shù)據(jù)各項誤差控制在項目的設(shè)計要求范圍內(nèi)，屢試不爽。

更為先進(jìn)的移動掃描技術(shù)是如何提高生產(chǎn)能力的？

這些能夠自動創(chuàng)建精確點云來替代傳統(tǒng)的人工采集數(shù)據(jù)是真正的重大轉(zhuǎn)變。移動測繪解決方案，特別是MX9開辟了更多、更新的生產(chǎn)能力?，F(xiàn)在，測量設(shè)備和軟件通過計算就能干活，可生成任意大小的精確點云，生產(chǎn)效率僅受CPU、GPU和內(nèi)存等因素限制，而不是人力。

有沒有一項移動掃描技術(shù)真正脫穎而出？

最讓我驚訝的是 IMU（GNSS慣導(dǎo)）。有一次，我們正在掃描一條8公里長的隧道。從一端獲得GNSS固定開始，一路開到另一端，然后在沒有重新建立GNSS固定的情況下，就沿著相反的方向駛回。在進(jìn)行了PPK處理后，我們發(fā)現(xiàn)IMU在16公里的范圍內(nèi)偏差不到13厘米。這是我萬萬沒想到的！

你測試過高精度移動測繪設(shè)備嗎?你的工作流程是什么?

在過去的12個月里，我們制作了近200公里的移動測繪點云成果，非常詳細(xì)地顯示了高速公路和復(fù)雜的城市環(huán)境。經(jīng)驗證達(dá)到20到25毫米的絕 對精度和10到15毫米的相對精度，這意味著這些點云數(shù)據(jù)已經(jīng)足以應(yīng)用于要求較高的土木工程應(yīng)用（設(shè)計、勘察與施工）。這是移動測繪領(lǐng)域的重大突破。

在工作流程方面，我們的項目采用GNSS基站和Trimble SX10掃描機器人來完成首級控制和計算平滑最 佳估計軌跡，所有這些包括精確點云的生產(chǎn)，都直接在Trimble Business Center (TBC) 一個軟件中處理。

在3D實體模型和網(wǎng)格模型方面，我們從TBC導(dǎo)出基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并在Civil 3D中創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)，生成IFC BIM模型導(dǎo)入TBC，然后可以將其與表面、字符串和點云一起轉(zhuǎn)換為12da格式。

（編者注：12da是12d Model軟件的數(shù)據(jù)格式，12d Model是澳大利亞12d Solutions公司解決地形建模、測量、土木設(shè)計問題的綜合軟件。TBC支持與幾乎所有市場主流GIS、BIM及各種行業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。）

既然您具備了這些功能，那您近期有哪些移動測繪上的應(yīng)用？

正是這種精度質(zhì)量水平為路面養(yǎng)護、現(xiàn)狀測量、勘察測量和竣工測量打開了大門。例如，MX9點云數(shù)據(jù)可達(dá)到的精細(xì)程度和相對精度被業(yè)主接受進(jìn)行公路路面狀況評估和變形測繪。我們還用這次公路掃描采集的附帶數(shù)據(jù)對現(xiàn)有橋梁進(jìn)行了建模。

內(nèi)城外環(huán)路項目是我們廣泛使用MX9的首批大型項目之一?？蛻粢筮M(jìn)行維護測量，但不想大動干戈。因為他們不想影響這條繁忙高速公路上的交通。我們在周日早上五點出門，載著MX9，一路開車就整個干完了。達(dá)到25毫米的絕 對精度也只是多花了點時間來配準(zhǔn)。但它仍然比需要測量人員直接上路的傳統(tǒng)測量快得多，而且測量人員上路施測必須要進(jìn)行交通控制等繁瑣條件。

我們的親身經(jīng)歷有效地證明了，車載移動測繪有助于在不需要封路的情況下，以最 高安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行竣工、勘察和維護測量。數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)和精細(xì)程度也是前所未有的，而且工期遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于人員上路施測的傳統(tǒng)測量。

高精度移動測繪對BIM和數(shù)字孿生的未來意味著什么？

對于測量員來說，高精度點云讓我們一步邁入BIM世界，為數(shù)字孿生提供了基礎(chǔ)。BIM無法回避地理現(xiàn)實，而在當(dāng)今先進(jìn)的移動測繪解決方案的幫助下，測量員是搞定地理信息的合適人選。

我創(chuàng)建的第 一個數(shù)字孿生模型是用于一條6公里，約2.5億美元的高速公路升級項目。這是澳大利亞高速公路項目的第 一個LOD500 BIM模型。昆士蘭交通當(dāng)局已經(jīng)使用它來更新他們的工程測量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，以便將激光雷達(dá)技術(shù)和3D實體模型和網(wǎng)格模型集成到測量成果中。

最近，我們?yōu)榱硪粋€河濱快速路項目創(chuàng)建了一個數(shù)字孿生模型。我們采集這個數(shù)據(jù)的目的，就是為了方便向該客戶以及未來的客戶展示我們的能力。同時，我們對工作流程做了詳盡的記錄，這將為我們?nèi)蘸蟮墓ぷ鏖_展提供支持。

在處理數(shù)字孿生時，您認(rèn)為其他人應(yīng)該考慮哪些方法？

數(shù)字孿生的價值是進(jìn)化的。當(dāng)您看到這些項目如何提供自動化重要合同流程（如質(zhì)量保證）的機會時，真正的價值就實現(xiàn)了。將啟動、調(diào)度、編排、質(zhì)量保證和竣工任務(wù)等項目捆綁在一個單一的進(jìn)化模型中具有強大的優(yōu)勢。平臺是關(guān)鍵！

該模型一開始是一個設(shè)計模型，然后轉(zhuǎn)換為程序模型，這是一個與現(xiàn)場一致的空間數(shù)據(jù)模型。然后，通過提供一個實用的規(guī)劃平臺來管理可施工性評估、設(shè)計變更、放樣文件和質(zhì)量保證，從而將設(shè)計與竣工聯(lián)系起來。

到這個階段，該模型可以被視為“竣工”，盡管它實際上是一個質(zhì)保驅(qū)動的狀態(tài)變化。質(zhì)保結(jié)果被添加到模型中，然后使用最 終的移動掃描測段來完成施工階段，并在缺陷責(zé)任期開始時采集工程狀態(tài)。

您的客戶意識到點云數(shù)據(jù)的優(yōu)勢了嗎?

當(dāng)然。設(shè)計專業(yè)人員知道，他們可以使用精確的點云將設(shè)計與現(xiàn)有條件相結(jié)合，并具有所需的所有上下文和準(zhǔn)確性，管理員也可以輕松地掌控位置準(zhǔn)確的詳細(xì)報告。大型和中型承包商現(xiàn)在正在發(fā)展他們的數(shù)字工程能力，爭奪最 優(yōu)秀人才的競賽已經(jīng)開始。

對使用移動測繪技術(shù)尚有顧慮的行業(yè)、業(yè)主/運營商/承包商，您有什么建議嗎？

試想一下，在這個極端天氣越來越多的世界里，難道我們還要讓測量員在35攝氏度的高溫和90%的濕度下每天工作10小時？行業(yè)需要車載移動測繪系統(tǒng)，測量行業(yè)需要提供更具吸引力的工作場景來吸引新的測量員。如果您可以坐在空調(diào)車?yán)锸孢m地測量一個項目，那為什么不這樣做呢？況且準(zhǔn)確性已經(jīng)達(dá)到并且反復(fù)驗證可行。