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欣晟泰(圖)|蔡司三坐標維護保養|巫山三坐標：

計算方法采用7參數坐標變換法。由于點云不存在扭曲和縮放，因此點云坐標轉換為剛體變換，蔡司三坐標維護保養，縮放因子為1，其他6參數包括3個角度轉換量、3個坐標平移量。

設兩個測站點云集合P={pi}， Q={qi}，i=1，2，···，N，蔡司三坐標搬遷，以式(1) 為目標函數采用下限值二乘法計算得到R和T的解答，使得f(R，T) 達到下限

式中，R表示旋轉矩陣;T表示平移矩陣。

2.2基于面的ICP準確匹配

為了解決ICP算法效率問題，提高算法準確度，首先對點云按下列步驟進行預處理：

(1)對測站點云包圍盒按某初始邊長均勻劃分為立方體柵格。

(2)遍歷每一個立方體柵格，將其內的點云采用下限值二乘法擬合成平面。

(3)若擬合的平面的標準偏差小于閾值，則對立方體柵格內的點云計算重心點，記錄重心點的坐標和所擬合平面的法向量。

(4)否則，立方體柵格內的點云的點個數大于閾值，且立方體柵格邊長大于規定曉得邊長，則將該立方體柵格繼續均勻細分為8個小立方體柵格，重復步驟(2)。

(5)全部立方體柵格處理完畢，產生了由含平面法向量的重心點構成的新點集。

首先按照初始邊長為1m劃分立體空間塊，按照上述步驟對各測站內點云進行預處理，設定方塊平面擬合標準偏差閾值為2cm，方塊內少點個數設為100，下限邊設為20cm。

在粗拼接提供了初始配準矩陣的前提下，對預處理后的點云采用點到切平面的ICP算法[13]進行測塊內多站自動準確拼接。設經上述處理后兩測站新點集為P'、Q'，則目標函數為式(2)，求R'和T'的解答，使得f(R'，T') 達到下限

式中，R'為旋轉矩陣；T'為平移矩陣；qi為Q'中的點；pi為P'中的點；Hpi為pi對應的切平面;D(R'qi+T'，Hpi)為點qi到切平面Hqi的距離。

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　結構橫斷面測量一般采用支距法、全站儀三維坐標法、斷面儀法、三維激光掃描儀法等。

支距法

　　首先用全站儀放出線路中樁，然后依據設計給定的高度，用尺子直接量取橫距和高差。

　　此方法簡單、直觀，但是由于測量工具簡陋，對隧道環境要求較高，每一斷面限界控制點又需直接測量，個別點測量困難，所以勞動強度大、測量精度低。該方法適用于洞徑較小、測量精度要求較低的斷面測量。內業數據處理時，需要手工將外業填寫的數據逐個錄入計算機的電子表格，供設計人員使用。操作起來很繁瑣、枯燥，沒有較好的快速處理方法。

全站儀三維坐標法

　　采用全站儀直接測取斷面上限界控制點的三維坐標，并記錄在全站儀的數據采集器內。

　　全站儀三維坐標法外業測量時，巫山三坐標，不用每個斷面設站，可以一次性測量多個斷面，儀器可架設在中線點上，蔡司三坐標回收，也可以架設在控制點上，受限制條件相對較少；內業利用軟件進行數據計算，計算完成后，依據計算結果繪制橫斷面圖，并提供限界控制點坐標、橫斷面尺寸以及與設計值的比較成果等一系列所需成果資料。全站儀三維坐標法進行橫斷面限界測量速度快、精度高、勞動強度小在限界測量中得到廣泛應用。

斷面儀法

　　首先用全站儀放出每個斷面的線路中樁，然后在每個中樁上架設斷面儀，找到垂直線路方向，對斷面進行掃描。

　　此方法簡單、直觀，但勞動強度大、每一個斷面都要設站一次，隧道底部分存在盲區。內數需要在斷面圖上采集設計需要的橫距和高差數據，然后錄入電子表格，供設計人員使用。內業繁瑣，沒有較好的快速處理方法。

三維激光掃描儀法

　　三維激光掃描儀是無合作目標激光測距儀與角度測量系統組合的自動化快速測量系統，在復雜的現場和空間對被測物體進行快速掃描測量，直接獲得激光點所接觸的物體表面的水平方向、天頂距、斜距和反射強度，自動存儲并計算，獲得點云數據。后處理采用商業軟件進行。

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