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(chǎng)。該公司通過(guò)持續(xù)對(duì)激光雷達(dá)、掃描機(jī)器人以及對(duì)最 新移動(dòng)測(cè)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(duì)該公司的數(shù)字工程主管Chris Power的訪談錄，他分享了新近對(duì)移動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的測(cè)試和部署經(jīng)過(guò)，以及對(duì)隨之而來(lái)的趨勢(shì)、挑戰(zhàn)及優(yōu)勢(shì)的思考，希望能對(duì)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(cè)量師Rupert Leigh

對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施測(cè)量員而言，移動(dòng)測(cè)繪面臨的最 大挑戰(zhàn)是什么？

準(zhǔn)確性。我們看到過(guò)很多效果不錯(cuò)的地面激光雷達(dá)數(shù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然而，很多這樣的例子都依賴于幾何匹配或“點(diǎn)云對(duì)點(diǎn)云”的配準(zhǔn)來(lái)拼接出完整的測(cè)量范圍，而不總是將點(diǎn)云數(shù)據(jù)嵌套到對(duì)應(yīng)的地理參考框架中。因?yàn)檎`差累積和“短邊控制長(zhǎng)邊”等問(wèn)題，這樣做無(wú)法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而我們經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Trimble? MX9以其搭配的測(cè)量工作流程，可以將數(shù)據(jù)各項(xiàng)誤差控制在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，屢試不爽。

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

這些能夠自動(dòng)創(chuàng)建精確點(diǎn)云來(lái)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(dòng)測(cè)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(cè)量設(shè)備和軟件通過(guò)計(jì)算就能干活，可生成任意大小的精確點(diǎn)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(méi)有一項(xiàng)移動(dòng)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(zhǎng)的隧道。從一端獲得GNSS固定開始，一路開到另一端，然后在沒(méi)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(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到的！

你測(cè)試過(guò)高精度移動(dòng)測(cè)繪設(shè)備嗎?你的工作流程是什么?

在過(guò)去的12個(gè)月里，我們制作了近200公里的移動(dòng)測(cè)繪點(diǎn)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(yàn)證達(dá)到20到25毫米的絕 對(duì)精度和10到15毫米的相對(duì)精度，這意味著這些點(diǎn)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(jì)、勘察與施工）。這是移動(dòng)測(cè)繪領(lǐng)域的重大突破。

在工作流程方面，我們的項(xiàng)目采用GNSS基站和Trimble SX10掃描機(jī)器人來(lái)完成首級(jí)控制和計(jì)算平滑最 佳估計(jì)軌跡，所有這些包括精確點(diǎn)云的生產(chǎn)，都直接在Trimble Business Center (TBC) 一個(gè)軟件中處理。

在3D實(shí)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(diǎn)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(cè)量、土木設(shè)計(jì)問(wèn)題的綜合軟件。TBC支持與幾乎所有市場(chǎng)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(dòng)測(cè)繪上的應(yīng)用？

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

內(nèi)城外環(huán)路項(xiàng)目是我們廣泛使用MX9的首批大型項(xiàng)目之一?？蛻粢筮M(jìn)行維護(hù)測(cè)量，但不想大動(dòng)干戈。因?yàn)樗麄儾幌胗绊戇@條繁忙高速公路上的交通。我們?cè)谥苋赵缟衔妩c(diǎn)出門，載著MX9，一路開車就整個(gè)干完了。達(dá)到25毫米的絕 對(duì)精度也只是多花了點(diǎn)時(shí)間來(lái)配準(zhǔn)。但它仍然比需要測(cè)量人員直接上路的傳統(tǒng)測(cè)量快得多，而且測(cè)量人員上路施測(cè)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(dòng)測(cè)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(hù)測(cè)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(cè)的傳統(tǒng)測(cè)量。

高精度移動(dòng)測(cè)繪對(duì)BIM和數(shù)字孿生的未來(lái)意味著什么？

對(duì)于測(cè)量員來(lái)說(shuō)，高精度點(diǎn)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(wú)法回避地理現(xiàn)實(shí)，而在當(dāng)今先進(jìn)的移動(dòng)測(cè)繪解決方案的幫助下，測(cè)量員是搞定地理信息的合適人選。

我創(chuàng)建的第 一個(gè)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(jí)項(xiàng)目。這是澳大利亞高速公路項(xiàng)目的第 一個(gè)LOD500 BIM模型。昆士蘭交通當(dāng)局已經(jīng)使用它來(lái)更新他們的工程測(cè)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(shí)體模型和網(wǎng)格模型集成到測(cè)量成果中。

最近，我們?yōu)榱硪粋€(gè)河濱快速路項(xiàng)目創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字孿生模型。我們采集這個(gè)數(shù)據(jù)的目的，就是為了方便向該客戶以及未來(lái)的客戶展示我們的能力。同時(shí)，我們對(duì)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(shí)，您認(rèn)為其他人應(yīng)該考慮哪些方法？

數(shù)字孿生的價(jià)值是進(jìn)化的。當(dāng)您看到這些項(xiàng)目如何提供自動(dòng)化重要合同流程（如質(zhì)量保證）的機(jī)會(huì)時(shí)，真正的價(jià)值就實(shí)現(xiàn)了。將啟動(dòng)、調(diào)度、編排、質(zhì)量保證和竣工任務(wù)等項(xiàng)目捆綁在一個(gè)單一的進(jìn)化模型中具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。平臺(tái)是關(guān)鍵！

該模型一開始是一個(gè)設(shè)計(jì)模型，然后轉(zhuǎn)換為程序模型，這是一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)一致的空間數(shù)據(jù)模型。然后，通過(guò)提供一個(gè)實(shí)用的規(guī)劃平臺(tái)來(lái)管理可施工性評(píng)估、設(shè)計(jì)變更、放樣文件和質(zhì)量保證，從而將設(shè)計(jì)與竣工聯(lián)系起來(lái)。

到這個(gè)階段，該模型可以被視為“竣工”，盡管它實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)保驅(qū)動(dòng)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(dòng)掃描測(cè)段來(lái)完成施工階段，并在缺陷責(zé)任期開始時(shí)采集工程狀態(tài)。

您的客戶意識(shí)到點(diǎn)云數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)了嗎?

當(dāng)然。設(shè)計(jì)專業(yè)人員知道，他們可以使用精確的點(diǎn)云將設(shè)計(jì)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(bào)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(zhēng)奪最 優(yōu)秀人才的競(jìng)賽已經(jīng)開始。

對(duì)使用移動(dòng)測(cè)繪技術(shù)尚有顧慮的行業(yè)、業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商/承包商，您有什么建議嗎？

試想一下，在這個(gè)極端天氣越來(lái)越多的世界里，難道我們還要讓測(cè)量員在35攝氏度的高溫和90%的濕度下每天工作10小時(shí)？行業(yè)需要車載移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)，測(cè)量行業(yè)需要提供更具吸引力的工作場(chǎng)景來(lái)吸引新的測(cè)量員。如果您可以坐在空調(diào)車?yán)锸孢m地測(cè)量一個(gè)項(xiàng)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(yàn)證可行。