测绘学课件：第11章 管线工程测量

第第11章章 管线工程测量管线工程测量 随着我国城市化的发展、科技进步和人民生活水平的提高，城市、工矿企业中敷设的给水、排水、燃气、热力、输电、输油、通讯、电视等管线越来越多。为这些管线设计和施工服务的测量工程称管线(Pipeline)l程测量。它的任务有两个方面：一是管线工程的设计提供地形图和断面图；二是按设计要求将管道位置测设到实地。其工作内容主要有：1.收集规划设区域大比例尺地形图以及原有管道平面图和断面图等资料；2.结合现场勘察，利用已有资料，进行规划设计，纸上定线；3.根据初步规划线路，实测（或修测）管线附近带状地形图；4.管道中线测量，即在地面上定出管道中心线位置的测量；5.测量并绘制管道纵横断面图；6.管道施工测量，即管道的实地放样；7.管道竣工测量并绘制反映管道实际敷设情况的竣工图，为日后管理、维修、改扩建提供依据。管线工程多敷设于地下，且各种管道常常互相上下穿插，纵横交错，如果在设计、施工中出现差错，一经埋设，将会为日后留下隐患或带来严重后果。因此管线测量工作必须采用规划区域内统一的坐标相高程系统，并且严格按设计要求进行测量工作，确保工程质量。11.1 管道中线测量管道中线测量管道中线测量就是将没计确定的管道位置测设于实地，用木桩（里程桩）标定，并绘制里程桩手簿。11.1.1 管道主点的测设管道的起点、终点和转向点称为管道的主点。主点的测设方法可参见第八章第三节（点的平面位置的测设）。主点数据的采集方法，根据管道设计所给的条件和精度要求可采用下述方法。1.图解法当管道规划设计图的比例尺较大，而且管道主点附近又有明显可靠的地物时，可按图解法来采集测设数据。如图11-1，A、B是原有管道检查井位置，、点是设计管道的主点。欲在地面上定出、等主点，可根据比例尺在图上量出长度D、a、b、c、d和e，即为测设数据。然后沿原管道AB方向，从B点量出D即得点；用直角坐标法从房角量取a，并垂直房边量取b即得点，再量e来校核点是否正确；用距离交会法从两个房角同时量出c、d交出点。图解法受图解精度的限制，精度不高。当管道中线精度要求不高的情况下，可以采用此方法。2解析法当管道规划设计图上已给出管道主点的坐标，而且主点附近又有控制点时，可用解析法来采集测设数据。图11-2中1、2等为导线点，A、B等为管道主点，如用极坐标法测设B点，则可根据1，2和B点坐标，按第八章第三节极坐标法计算出测设数据12B和距离D2B。测设时，安置经纬仪于2点，后视1点，转12B，得出2B方向，在此方向上用钢尺测设距离D2B，即得B点。其它主点均可按上述方法进行测设。图图1 1-1 图解法图解法 图图1 1-2解析法解析法主点测设工作必须进行校核，其校核方法是：先用主点的坐标计算相邻主点间的长度；然后在实地量取主点间距离，看其是否与算得的长度相符。如果在拟建管道工程附近没有控制点或控制点不够时，应先在管道附近敷设一条导线,或用交会法加密控制点，然后按上述方法采集测设数据，进行主点的测设工作。在管道中线精度要求较高的情况下，均用解析法测设主点。11.1.2 中桩（里程桩）的测设中桩（里程桩）的测设为了测定管道的长度、进行管线中线测量和测绘纵横断面图，从管道起点开始，需沿管线方向在地面上设置整桩和加桩，这项工作称为中桩测设。从起点开始按规定每隔某一整数设一桩，这个桩叫整桩。不同管线，整桩之间距离不同，一般为20m、30m，最长不超过50m。相邻整桩间管道穿越的重要地物处（如铁路、公路、旧有管道等）及地面坡度变化处要增设超桩。为了便于计算，管道中桩都按管道起点到该桩的里程进行编号，并用红油漆写在木桩侧面，如整桩号为0+150，即此桩离起点150m(“+”号前的数为公里数)，如加桩号2+182，即表示离起点距离为2182m。故管道中线上的整桩和加桩都称为里程桩。为了避免测设中桩错误，量距一般用钢尺丈量两次，精度为1/1000。不同的管道，其起点也有不同规定，如给水管道以水源为起点；煤气、热力等管道以来气方向为起点；电力电讯管道以电源为起点；排水管道以下游出水口为起点。11.1.3 转向角测量转向角测量管道改变方向时，转变后的方向与原方向的夹角称为转向角（或称偏角）。转向角有左、右之分，如图11-3所示，以a左和a右表示。测量转向角时，安置经纬仪于点2，盘左瞄准点1，在水平度盘上读数，纵转望远镜瞄准点3，并读数，两读数之差即为转向角；用盘右按上法再观测一次，取盘左、盘右的平均数为转向角的结果。转向角也可以测量转折角计算获得。但必须注意转向角的左、右方向。如管道主点位置均用设计坐标决定时，转向角应以计算值为准。如计算角值与实测角值相差超过限差，应进行检查和纠正。有些管道转向角要满足定型弯头的转向角的要求，当给水管道使用铸铁弯头时，转向角有900、450、22.50、11.250、5.6250等几种类型。当管道主点之间距离较短时，设计管道的转向角与定型弯头的转向角之差不应超过1020。排水管道的支线与干线汇流处，不应有阻水现象，故管首转向角不应大于900。图11-3 转向角测量 图11-4 里程桩手簿11.1.4 绘制里程桩手簿绘制里程桩手簿在中桩测量的同时，要在现场测绘管道两侧带状地区的地物和地貌，这种图称为里程桩手簿。里程桩手簿是绘制纵断面图和设计管道时的重要参考资料，如图11-4所示，此图是绘在毫米方格纸上，图中的粗直线表示管道的中心线，0+000为管道的起点，0+340处为转向点，转向后的管线仍按原直线方向绘出，但要箭头表示管道转折的方向，并注明转向角值：图中转向角a右=300。0+450和0+470是管道穿越公路的加桩，0+182和0+265是地面坡度变化的加桩，其它均为整桩。测绘管道带状地形图时，其宽度一般为左右各20m，如遇到建筑物，则需测绘到两侧建筑物，并用统一图式表示。测绘的方法主要用皮尺以交会法或直角坐标法进行。必要时也用皮尺配合罗盘仪以极坐标法进行测绘。当已有大比例尺地形图时，应充分予以利用，某些地物和地貌可以从地形图上摘取，以减少外业工作量，也可以直接在地形图上表示出管道中线和中线各桩位置及其编号。11.2 管道纵横断面图测绘管道纵横断面图测绘11.2.1 纵断面图测绘为了设计管道的埋设深度、坡度及计算土方量，在管道中线测设后，随即用几何水准测量中线上各桩的地面高程。将测得的高程相连，得到表示管线中线方向上地形高低起伏情况的纵断面图。1.布设水准点为了保证全线高程测量的精度，在纵断面水准测量之前，应先沿线设置足够的水准点。当管道路线较长时，应沿管道方向每12km设一个永久性水准点。在较短的管道上和较长管道上的永久性水准点之间，每隔300500m，设立一个临时水准点，作为纵断面水准测量分段附合和施工时引测高程的依据。水准点应埋设在不受施工影响、使用方便和易于保存的地方。为重力自流管道而布设的水准点，其高程按四等水准测量的精度要求进行观测；为一般管道布设的水准点，水准路线闭合差不超过30mm(L以公里为单位)。2.纵断面水准测量 纵断面水准测量一般是以相邻两水准点为一测段，从一个水准点出发，逐点测量中桩的高程，再附合到另一水准点上，以资校核。纵断面水准测量的视线长度可适当放宽，一般情况下采用中桩作为转点，但也可另设。在两转点间的各桩，通称为中间点。中间点的高程通常用仪高法求得。由于转点起传递高程的作用，所以转点上读数必须读至毫米，中间点读数只是为了计算本点的高程，故可读至厘米。图11-5，表11-1是由水准点到0+500桩的纵断面水准测量示意和记录手簿。图11-5 纵断面水准测量表11-1 纵断面水准测量记录手簿测站桩号水准尺读数高差仪器视线高程高程后视前视中间视+-1水准点A 0+0002.2041.8950.309156.800157.10920+0000+0500+1002.0541.7661.510.288159.163157.109157.65157.39730+1000+1500+1820+2001.9701.8482.201.350.122159.367157.397157.17158.02157.51940+2000+2500+2650+3000.6741.6731.781.980.999158.193157.519156.41156.21156.52050+3000+3400+3500+4002.0071.8241.631.550.183158.527156.520156.90156.98156.70360+4000+4570+4700+5001.7681.9191.841.870.151158.471156.703156.63156.60156.552纵断面水准测量一般起讫于水准点。其高差闭合差，对于重力自流管道不应大于40mm；对于一般管道，不应大于50mm。如闭合差在容许范围内，不必进行调整在纵断面水准测量中，应特别注意做好与其他管道交叉的调查工作，记录管道的交叉口的桩号，测量原有管道的高程和管径等数据，并在纵断面图上标出其位置，以供设计人员参考。表11-2 纵、横断面图的水平、高程比例尺参考表管道名称纵断面图横断面图(水平、高程比例尺相同)水平比例尺高程比例尺自流管道1:10001:20001:1001:2001:1001:200压力管道1:20001:50001:2001:5001:1001:2003、绘制纵断面图绘制纵断面图，一般在毫米方格纸上进行。绘制时，以管道的里程为横坐标，高程为纵坐标。为了更明显地表示地面的起伏，一般纵断面图的高程比例尺要比水平比例尺大10倍或20倍。自流管道和压力管道纵、横断面的比例尺，可按表11-2进行选择，有时可根据实际情况作适当变动。其具体绘制方法如下：(1)如图11-6所示，在方格纸上适当位置，绘出水平线。水平线以下各栏注记实测、设计和计算的有关数据，水平线上面绘管道的纵断面图。(2)根据水平比例尺在管道平面图栏内，标明整桩和加桩的位置，在距离栏内注明各桩之间的距离在桩号栏内标明各桩的桩号；在地面高程栏内注记各桩的地面高程，并凑整到厘米（排水管道技术设计的断面图上高程应注记到毫米）。根据里程桩手簿绘出管道平面图。(3)在水平线上部，按高程比例尺，根据整桩和加桩的地面高程，在相应的垂直线上确定各点的位置，再用直线连接相邻点，即得纵断面图。(4)根据设计要求，在纵断面图上绘出管道的设计线，在坡度栏内注记坡度方向，用、和“”分别表示上、下坡和平坡。坡度线之上注记坡度值，以千分数表示，线下注记该段坡度的距离。(5)管底高程是根据管道起点的管底高程、设计坡度以及各桩之间的距离，逐点推算出来的。例如0+000的管底高程为155.31m(管道起点的管底高程一般由设计者决定)，管道坡度i为+5（+号表示上坡），求得0+050的管底高程为 155.31+550-155.31+0.25=155.56m(6)地面高程减去管底高程即是管道的埋深。在一张完整的纵断面图上，除上述内容外，还应把本管道与旧管道连接处和交叉处，以及与其交叉的地道和地下构筑物的位置在图上绘出。11.2.2 横断面图测绘横断面图测绘为设计时计算土方量及施工时确定开挖边界，在各中桩处测定正交于中线方向上特征点的高程，连接成横断面图。横断面施测的宽度，由管道的直径和埋深来确定，一般每侧为20m。测量时，横断面的方向可用十字架(图11-7)定出。用小木桩或测钎插入地上，以标志地面特征点。特征点到管道中线的距离用皮尺丈量。特征点的高程与纵断面水准测量同时施测，作为中间点看待，但分开记录。现以图11-5中的测站3为例，说明0+100横断面水准测量的方法。水准仪安置在3点上，后视0+100，读数为1.970；前视0+200，读数为1.848，此时仪器视线高程为159.367m。然后逐点测出横断面上各点：左11(在管道中线左面，离中线距离11m)、左20.、右20的中间视，记入表11-3所示的横断面水准测量手簿中；仪器视线高程减去各点的中间视，即得横断面各点的高程，高程应凑整到厘米。图11-8是0+100整桩处的横断面图。横断面图一般在毫米方格纸上绘制。绘制时，以中线上的地面点为坐标原点，以水平距离为横坐标，高程为纵坐标。图11-8中，最下一栏为相邻地面特征点之间距离，竖写的数字是特征点的高程。为了计算横断面的面积和确定管道开挖边界的需要，其水平比例尺和高程比例尺应相同。表11-3 横断面水准测量手簿测站桩号水准尺读数仪器视线高程高程备注后视前视中间视30+100左11左20右200+2001.9701.8481.400.402.97159.367157.397157.97158.97156.40157.519如果管道施工时开挖管槽不宽，管道两侧地势平坦，则横断面测量可不必进行。计算土方量时,横断面上地面高程可视为与中桩高程相同。11.3 管道施工测量管道施工测量11.3.1 地下管道施工测量地下管道施工测量 1.校核中线桩并测设施工控制桩管道中线测量所打的各桩，等到施工时，一部分将会被丢失或被破坏，为保证中线位置正确可靠；应根据设计和测量数据进行复核，并补齐已丢失的桩。在施工时，由于中线上各桩要被挖掉，为了便于恢复中线和其他附属构筑物的位置，应在不受施工干扰、引测方便和易于保存桩位处测设施工控制桩。施工控制桩分中线控制桩和位置控制桩两种。测设中线控制桩，是在中线的延长线上打设木桩；位置控制桩是在与中线垂直方向打桩，以控制里程桩和井位等的位置，如图11-9所示。2.槽口放线根据管径大小、埋置深度以及土质情况，决定开槽宽度，并在地面上定出槽边线的位置。若横断面上坡度比较平缓，开挖管道宽度可用下列公式计算（图11-1）B=6+2mh （11-1）式中：b槽底宽度；h中线上的挖土深度；-为管槽边坡的坡度。图11-9 管道的施工控制桩 图11-10 槽口放线3基槽管底的中线与高程放样1)龙门板法龙门板由坡度板和高程板组成，如图11-11所示。坡度板上钉一小钉，称中心钉，标明该处管道中线的位置。高程板上钉一小钉，称坡度钉，标明该处管底下返数（小钉至管底设计高度之差，一般取分米整数）C。中心钉的位置可根据中线控制桩，用经纬仪投影得到。现举例说明坡度钉位置的确定方法。参见图11-12，表11-14。图11 11 龙门板法 图11-12 确定设计高程 用水准仪测出各坡度板顶高程列入表11-4的第5栏内，根据第2栏、第3栏计算出各坡度板处管底设计高程，列入第4栏。如0+000高程为42.800(图11-12)，坡度i=-3，0+000到0+010距离为10m，则0+010管底设计高程为：42.800+(-3)10=42.800-0.030=42.770m同法可以计算出其他各处管底设计高程。第6栏为坡度板顶高程减去管底设计高程，例如0+000为：H板顶-H管桩=45.437-42.800=2.637m其余类推。该施工段选定下返数C为2.500m，列在第7栏内，第8栏称为调整数。为第7栏C值减去第6栏之差值，即=C-（H板顶-H管低）(11-2)调整数为正数时，坡度钉钉在坡度板顶上方处，反之则反。如0+000调整数为：=22.500-2.637=-0.137m则坡度钉钉在坡度板顶下方的位置如图11-12所示。(2)平行轴腰桩法平行轴腰桩法适用于精度要求较低的管道作为施工时的中线和坡度控制。平行轴线作为开挖基槽的中线控制。开工之前，在中线一侧或两侧开挖槽边线外设置一排平行于管道中线的轴线桩。各桩间距以10-20m为宜。各检查井的位置也应在平行轴线上设相应桩位。见图11-13。腰桩作为开挖基槽的管底高程控制，见图11-14。腰桩上钉一小钉，小钉与管底设计高程之差h称下返数（通常取1m左右的整分米数）。设置腰桩时，先根据管底设计高程及选定的下返数h，计算各腰桩点的高程，然后根据第八章第四节测设已知高程点的方法测设出各腰桩位置。图11 13 平行轴腰桩法1 图11-14平行轴腰桩法211.3.2 架空管道施工测量架空管道施工测量 架空管道主点的测设工作与地下管道相同。架空管道的支架基础开挖中的测量工作和基础模板定位与厂房柱子基础的测设相同。架空管道安装测量与厂房构件安装测量基本相同，参阅第九章第三节。此处只介绍支架位置控制桩的测设工作。管道上，每个支架的中心桩在开挖基础时均被挖掉，为此必须将其位置引测到互为垂直方向的四个控制桩上，如图11-15的a、b、c、d。有了控制桩后，就可确定开挖边线（如图11-15中虚线），进行基础施工。11.3.3 顶管施工测量图11-15 支架位置控制桩测设当管道穿越铁路、公路或重要建筑并且不允许在地面开沟槽时，可采用顶管施工的方法。即在事先挖好的工作坑内安放导轨，将管材沿着要求敷设的方向用顶镐顶进土中，然后把管内的土方掏出来。顶管的施工测量：就是掌握管道顶进时的中线方向、高程和坡度。1顶管测量的准备工作(1)顶管中线桩的设置 首先根据设计图上管线的要求，在工作坑的前后钉立两个桩，称为中线控制桩(图11-16)，然后确定开挖边界。开挖到设计高程后，将中线引到坑壁上，并钉立大钉或木桩，此桩称为顶管中线桩，以标定顶管的中线位置。(2)设置临时水准点为了控制管道按设计高程和坡度顶进，需要在工作坑内设置临时水准点。一般要求设置两个，以便相互检核。(3)导轨的安装导轨一般安装在方木或混凝土垫层上。垫层面的高程及纵坡都应当符合设计要求（中线高程应稍低，以利于排水和防止摩擦管壁），根据导轨宽度安装导轨，根据顶管中线桩及临时水准点检查中心线和高程，无误后，将导轨固定。图11 16 顶管中线桩的设置 图11 17 中线测量2顶进过程中的测量工作顶进过程中的测量工作（1）中线测量如图11-17所示，通过顶管中线桩拉一条细线，并在细线上挂两垂球，两垂球的连线即为管道方向。在管内前端横放一木尺，尺长等于或略小于管径，使它恰好能放在管内。木尺上的分划是以尺的中央为零向两端增加的。将尺子在管内放平，如果两垂球的方向线与木尺上的零分划线重合，则说明管子中心在设计管线方向上；如不重合，则管子有偏差。其偏差值可直接在木尺上读出，偏差超过1.5cm，则需要校正管子。(2)高程测量水准仪安置在工作坑内，以临时水准点为后视，以顶管内待测点为前视（使用一根小于管径的标尺）。将算得的待测点高程与管底的设计高程相比较，其差数超过1cm时，需要校正管子。在顶进过程中，每0.5m进行一次中线和高程测量，以保证施工质量。表11-5所示的手簿是以0+390桩号开始进行顶管施工测量的观测数据。第1栏是根据0+390的管底设计高程和设计坡度推算出来的；第3栏是每顶进一段(0.5m)观测的管子中线偏差值；第4栏、第5栏分别为水准测量后视读数和前视读数；第6栏是待测点的应有的前视读数。待测点实际读数与应有读数之差，为高程误差。表中此项误差均未超过限差。短距离顶管(小于50m)可按上述方法进行测设。当距离较长时，需要分段施工，每100m设一个工作坑，采用对向顶管施工方法，在贯通时，管子错口不得超过3cm。有时，顶管工程采用套管，此时顶管施工精度要求可适当放宽。当顶管距离太长，直径较大，并且采用机械化施工的时候，可用激光水准仪进行导向。11.4 管道竣工测量管道竣工测量在管道工程中，竣工图反映了管道施工的成果及其质量，是管道建成后进行管理、维修和扩建时不可缺少的资料。同时，它也是城市规划设计的必要依据。管道竣工图有两个方面的内容：一是管道竣工带状平面图；一是管道竣工断面图。11.4.1 管道竣工带状平面图管道竣工带状平面图竣工带状平面图主要测绘：管道的主点、检查井位置以及附属构筑物施工后的实际平面位置和高程。如图11-18是管道竣工带状平面图示例，图上除标有各种管道位置外，还根据资料在图上标有：检查井编导、检查井顶面高程和管底（或管顶）的高程，以及井间的距离和管径等。对于管道中的阀门、消火栓、排气装置和预留口等，应用统一符号标明。当已有实测详细的大比例尺地形图时，可以利用已测定的永久性的建筑物用图解法来测绘管道及其构筑物的位置。当地下管道竣工测量的精度要求较高时，采用图根导线的技术要求测定管道主点的解析坐标，其点位中误差（指与相邻的控制点）不应大于5cm。地下管道平面图的测绘精度要求：地下管线与邻近的地上建筑物、相邻管线、规划道路中心线的间距中误差，如用解析法测绘，1:500-1:2000图不应大于图上0.5mm，而用图解法测绘，1:500-1:1000图不应大于图上0.7mm。图11 18 管道竣工带状平面图 图11 19 管道竣工断面图11.4.2 管道竣工断面图管道竣工断面图 管道竣工断面图测绘，一定要在回填土前进行，用图根水准测量精度要求测定检查井口顶面和管顶高程，管底高程由管顶高程和管径、管壁厚度算得。但对于自流管道应直接测定管底高程，其高程中误差（指测点相对于邻近高程起始点）不应大于2cm；井间距离应用钢尺丈量。如果管道互相穿越，在断面图上应表示出管道的相互位置，并注明尺寸。图 11-19是与图11-18同一管道的管道竣工断面图。我国很多城市旧有地下管道多数没有竣工图，为此应过原有旧管道进行调查测量。首先向各专业单位收集现有的旧管道资料，再到实地对照核实，弄清来龙去脉，进行调查测绘。无法核实的直埋管道，可在图上画虚线示意。11.5 三维激光扫描仪简介三维激光扫描仪简介三维激光扫描仪系统本身主要包括激光测距系统和激光扫描系统，同时也集成CCD和仪器内部控制和校正系统等。在仪器内，通过两个同步反射镜快速而有序地旋转，将激光脉冲发射体发出的窄束激光脉冲一次扫过被测区域，测量时激光脉冲从发出经被测物表面返回仪器所经过的时间（或者相位差）来计算距离，同时扫描控制模块控制和测量每个脉冲激光的角度，最后计算出激光点在被测物体上的三维坐标，大量点的三维坐标，称为点云。下面以FARO Focus3D X330为例，介绍三维激光扫描仪及数据处理软件。FARO Focus3D X330三维激光扫描仪是一款用于精细测量和数字建档的高速三维激光扫描仪。能快速对复杂的场地环境和几何形状提供详细的三维点云及彩色影像。图11-20 FARO Focus3D X330三维激光扫描仪11.5.1 产品特点产品特点集成式传感器集成的传感器功能包括GPS传感器、指南针、高度计和双轴补偿器。独立解决方案超便携设计，可在不借用外部设备的条件下工作 外形小巧Focus3D 的尺寸仅 24 x 20 x 10厘米，是目前最小的大空间三维扫描仪集成彩色照相机集成的彩色相机可自动提供 7 千万像素的无视差彩色叠加，因此能够进行照片般逼真的三维彩色扫描。数据管理所有数据均被存储在一个 SD 卡上，允许轻松且安全地将这些数据传输至个人电脑并在 SCENE 软件中进行后处理。11.5.2 规格参数规格参数 FARO Focus3D X330参数如表11-6所示。表11-6 FARO Focus3D X330三维激光扫描仪参数序号项目指标备注 1扫描范围0.6-330米 2最大扫描速度976,000 点/秒速度可调 3测距误差25m时误差为2mm 4分辨率大于7000万彩色像素内置彩色相机 5扫描范围水平范围360度，垂直300度 6激光等级激光等级1级 7扫描仪控制通过机器屏幕或者WIFI 8双轴倾斜传感器精度0.015；范围 5 9重量5.2公斤11.5.3 三维数据后处理软件三维数据后处理软件主流的三维数据应用后处理软件包括：（1）CLEAREDGE软件EdgeWise Plant工厂数字化版；EdgeWise MEP for Revit三维管道设计BIM项目；EdgeWise Building实体模型及建筑信息模型BIM项目（2）Kubit公司的PointCloud系列软件（3）Technodigit公司的3Dreshaper系列软件（4）美国Mcloud软件1.CLEAREDGE软件1）EdgeWise PlantEdgeWise Plant 面向数字工厂化应用。其优势：工作流程简易，通过新的提取算法功能和处理工具节省了大量的工作时间，如图11-21所示。软件功能特点：（1）完善的自动管道提取功能（2）增强QA功能（3）规程驱动阀门，法兰和组件布局（4）Demolition工具删除模型中的点和管道（5）数十亿高清晰度点云可视化（6）使用新的编辑器创建自定义标准（7）新的管道编辑工具，灵活的完成建模（8）导出智能模型（包括其所属信息）到任意CAD平台的组件（9）展开Smartsheet功能，为每条管道添加智能模块图11-21 EdgeWise Plant实例2）EdgeWise MEP for RevitEdgeWise MEP for Revit主要是面向建筑信息模型(BIM)三维管道设计项目（如：暖通、给排水、电气）而开发，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。在Edgewise中进行管道提取和处理，然后将功能齐全的管道对象导入Revit，同时保存了关键的智能元素，如直径、宽度或其他信息等。进入Revit之后，只需一键操作就可以将它们转换到适合的管道系列中。按照上图中的步骤实现模型建立，如图11-22所示。图11-22 EdgeWise MEP for Revit实例功能特点：（1）结合Revit确保完整的兼容性（2）QA工具确保高精度建模（3）the small stuff 算法可以识别出几乎所有的管道（4）快速整理工具可以加速完成隐蔽管道处理（5）SmartSheet提取关键智能管道3）EdgeWise BuildingEdgeWise Buildin主要是面向建筑信息模型(BIM)建筑结构设计项目而开发。通过其特有的算法将扫描数据的共面点进行分类，并且自动识别平面的边缘。接着提取边缘来作为实体的几何结构并去除多余点。成果模型可以导出到任意CAD程序中，用于最终建模，如图11-23所示。图11-23 调整附加的提取参数可以进一步的提高成果质量。2.Kubit软件PointCloud（点云处理软件）是Kubit公司为配合三维激光扫描仪应用，进行三维数据后处理而开发的产品，在AutoCAD环境下能够对数以亿计的点云数据进行高效的后处理，并支持Faro、Riegl、Leica、Trimble扫描工程文件。PointCloud为绘图、建模、分析处理提供了大量高效工具，可以自动提取等高线，提交平、立面图成果，自动计算点云拟合3D模型，通过照片与点云匹配进行3D建模，快速进行彩色切片，对点云及模型进行冲突检测等等。主要应用领域：测绘、建筑、文保、考古、设施管理、工程与施工等。PointCloud软件在实际中的应用如图11-24图11-26所示：图11-24 在CAD环境下，基于点云数据的三维与二维交互实时绘图图11-25 古建筑应用 通过适配线功能，自动对点云进行跟踪捕捉，生成平、立面图。快速截面功能，截取所需的截面效果，自动拟合线，用于建筑剖面结构图、隧道截面图和等高线的生成。图11-26 工业管道应用自动模型拟合功能，通过点云自动计算得到3D模型，并可进行冲突检测分析，设备安装布局与信息管理、工程施工质量控制、工厂管道的三维数字化工作变的非常简单。此外，在地表模拟，土石方计算等方面也有较多应用。3.3Dreshaper系列软件法国Technodigit公司的3Dreshaper系列软件是专业处理3D扫描仪、CMM等3D点云数据的建模软件。软件解决方案覆盖了点云预处理，3D网格，曲面重建，检测及逆向工程等方面。重建的模型在工业设计领域可以直接用于原型速成，刀具路径生成，动画，仿真模拟，有限元分析等，如图11-27所示。其它应用包括：地形测量成图，隧道三维检测对比 (a)隧道、路堤、矿山 (c)土木工程 (b)建筑测量(d)数字化地形建模图11-27 3Dreshaper实例4.Mcloud软件主要功能是快捷处理巨量点云数据的建筑建模。可以处理包括：机载雷达、移动测量车、地面激光扫描仪等多采集载体的点云数据。Mcloud软件将巨量点云导入到3ds Max中，结合最新的渲染技术，可以在3ds Max环境下快速创建高精准的模型，也可以在3ds Max中直接使用激光扫描数据来快速创建你的高精度3D场景。还可以添加额外的对象到原始的扫描数据中进行模拟、渲染动画等等。广泛应于：数字城市快速建模、工厂及矿山生产模拟演练、交通隧道建模及安全演练等，如图11-28所示。11-28 数字城市三维快速建模