陈孝哲

（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司 广州510500）

0 引言

BIM 技术是一种应用于建筑工程领域的信息化技术，其利用计算机强大的计算能力，将建筑工程以三维可视化模型的形态展示，同时承载着建设各个阶段中形成的数据信息［1］。在竣工验收阶段，以竣工图纸为参照，创建能够反映设计意图的设计BIM 模型，以三维激光扫描技术获取能够反映真实现场的点云模型，将BIM 模型与点云模型进行对比分析，即可得到实际与设计的误差，使施工质量检验工作智能化和自动化，从而保证施工质量［2］。

1 三维激光扫描

1.1 基本原理

三维激光扫描仪的利用激光测距的原理，记录目标点P 与扫描仪仪器中心（坐标原点）的斜距S，同时通过精密时钟控制编码器测得每个激光脉冲横向扫描角度α（水平角）和纵向扫描角度β（垂直角）。仪器自定义坐标系统的坐标原点位于仪器中心，Y 轴由仪器自身扫描脉冲方向确定，Z轴为竖直向上，由直角坐标系确定坐标系的X 轴［3］，如图1 所示。由极坐标系公式可计算得采样点三维空间坐标P（Xp、Yp、Zp），计算公式如下：

图1 采样点坐标计算原理示意图Fig.1 Calculation Principle of Sampling Point Coordinates

1.2 三维扫描作业

外业采用后方交会转站的连续扫描模式以提高扫描精度，该方法获得的点云无需内业拼接，具有更高的精度，同时以已知点为控制点坐标，实现点云数据自动配准［4］。以某道路工程为例，其扫描站点布置如图2 所示，三维扫描外业共进行了14 次设站扫描，后视点4 个，已知点5 个，依次在各测站对人行道路面、车行道路面及挡土墙外立面进行三维扫描，共获得3 658 万个点云数据，其中包括远处的道路、建筑、绿植以及车辆等，原始点云如图3⒜所示。……