CN108375367A - 结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及工点勘察领域，提供一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，包括S1，获取雷达数据；S2，获取倾斜摄影数据；S3，将激光点云模型以及三维实景模型导入三维平台中处理，供工点设计使用；S4，基于激光点云数据测绘工点的地形图和断面，为工点设计提供地形数据。提供一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察***，包括地面激光扫描仪、飞行平台、处理模块及安设于飞行平台上的相机。本发明将地面激光雷达和倾斜摄影结合，在技术上优势互补，能代替人工实测，可高质量、高精度地实现精细工点勘察，极大地降低野外工作量，大大缩短了勘察周期，具有显著的技术效益和社会效益；获取的信息量丰富，由设备记录，可随时对数据进行回溯。

Description

结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法及***

技术领域

本发明涉及工点勘察领域，具体为一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法。

背景技术

在工程勘察设计中，为优化线路方案、选择桥型桥式、定位桥墩桥台、布置地质钻孔及设计隧道进出口等，需要对某些工点进行精细的勘察工作。在工点勘察中，不仅需要高精度地测绘工点地形图和断面，还需要通过对工点上的地形、地貌、岩性等进行人工解译，判识危岩落石等。因此，要完成工点勘察不仅定量测量，还需要定性解译。

目前，工点勘察通常采用GPS-RTK、全站仪等技术人工实地测绘、判识完成，手段虽然成熟可靠，但费时费力，特别是在比较困难、危险的工程环境下，给测绘人员的安全和勘测质量均带来较大隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，倾斜摄影技术和地面激光技术的结合起到了极大的互补效果，代替现有的人工勘察方法，避免了安全隐患，且提高了工点勘察的质量，大大缩短了勘察周期，具有显著的技术效益和积极的社会效益。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种技术方案：一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，包括如下步骤：

S1，获取雷达数据，具体是在勘察现场采用地面激光雷达技术获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据，并处理所述激光点云数据，生成激光点云模型；

S2，获取倾斜摄影数据，具体是在勘察现场采用倾斜摄影技术获取工点的倾斜影像数据，并处理所述倾斜影像数据，生成三维实景模型；

S3，将所述激光点云模型以及所述三维实景模型导入三维平台中处理，供工点设计使用；

S4，基于所述激光点云数据测绘工点的地形图和断面，为所述工点设计提供地形数据。

进一步，所述S1步骤中，需经过准备工作，包括如下步骤：

S1a1，在进行获取工作前，安置采用的仪器：配给电源，进行对中和整平作业；

S1a2，设置采用的仪器的参数：对工程文件名、文件储存位置、扫描范围以及标靶类型进行设置；其中涉及精度相关的参数设置与所述工点设计相符；

S1a3，布设激光控制点：所述激光控制点为同时已知工程坐标系坐标和激光扫描坐标系坐标的点，通过该激光控制点将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下；

S1a4，在做好准备工作后，采用仪器开始扫描：扫描的过程中显示进程以及剩余扫描时间，出现问题可暂停或取消扫描，并对该过程进行观测记录；

S1a5，扫描完其中一个勘察工点并确认无误后，转移到下一勘察工点。

进一步，所述步骤S1a3中，将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下包括两种方法，分别为：

直接定向法，通过所述激光控制点直接为所述仪器定向，即求得所述仪器的位置和姿态，再变换到工程建设所在的测区坐标系下；

间接定向法，通过所述激光控制点直接变换激光点云数据，通过激光控制点计算激光扫描坐标系和工程坐标系的转换关系,利用转换关系将激光点云直接变换到工程坐标系下。

进一步，所述S1步骤中，雷达数据的获取采用脉冲式且带有数码相机功能的激光扫描仪，并通过其带有的数码相机功能获取全景。

进一步，所述S2步骤中，通过在同一飞行平台上搭载传感器，同时从垂直和倾斜的角度采集影像，获取完整准确的工点三维信息，采集的具体流程为：

S2a1，选择飞行平台：采用无人机或有人飞机；

S2a2，选择倾斜相机：采用五相机、双相机或单相机；

S2a3，布设倾斜影像控制点：所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点，该倾斜影像控制点用于对所述倾斜影像数据进行定位，将其变换到工程坐标系下；

S2a4，设计飞行平台的航线：采用单相机时，设定倾斜摄影的地面分辨率和影像重叠度，对于没有陡峭悬崖峭壁的工点，布设“井”字型航线，对于有陡峭悬崖峭壁的工点，采用45°倾斜摄影航线，沿悬崖峭壁增设航线，对于悬崖峭壁海拔高的工点，按其高度布设多条航线，且保证旁向和航向重叠度高于80％；采用五相机或双相机时，采用五相机或双相机的专业航线设计软件来设计航线；

S2a5，进行航空摄影：按照设计的所述航线进行航空摄影，做好监视和警戒，完成后对数据质量进行检查，无误方可结束该流程。

进一步，所述S1步骤中，处理所述激光点云数据的具体步骤包括：

S1b1，降噪：通过激光雷达数据处理软件去除获取雷达数据时外界环境因素和仪器本身问题而导致的噪点；

S1b2，赋色：对所述激光点云数据进行赋色，得到彩色激光点云数据，以解决激光点云数据本身缺乏纹理信息，不利于判识和解译的问题；

S1b3，读取倾斜影像控制点：供处理所述倾斜影像数据时，在所述彩色激光点云数据中精确读取倾斜影像控制点的坐标，用于后续倾斜摄影数据定向；所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点；

S1b4，通过激光雷达数据处理软件生成激光点云模型。

进一步，所述S2步骤中，处理所述倾斜影像数据具体步骤包括：

S2b1，处理软件的选择：采用photoscan、pix4D或ContextCapture；

S2b2，输入倾斜影像数据：将倾斜影像数据及与倾斜影像相关的POS信息输入到所述处理软件中，对于较大的工点，可进行分块处理；

S2b3，定向：将倾斜影像控制点输入到所述处理软件中，并在倾斜影像数据上定位；所述倾斜影像控制点具体为，一部分从激光点云数据中读取，另一部分通过现场布设实测；

S2b4，通过所述处理软件生成三维实景模型；

S2b5，所述三维实景模型的检查与编辑：人工对三维实景模型进行检查，发现不理想处，采用倾斜模型编辑软件进行编辑。

进一步，所述步骤S3中，三维平台为Skyline软件，处理的流程包括：

S30，参照开工前定制的工程设计方案，对影响该设计方案的各种因素进行解译、判识、标注以及评估；

S31，将多个工程设计方案导入到Skyline软件中，进行方案比选；

S32，计算并评估相应工程量，针对识别出的影响方案的因素设计出处治方案。

进一步，所述S4步骤具体包括：

S40，对激光点云数据进行分类，分离出地面点；

S41，基于地面点数据生成地形模型，基于地形模型生成等高线和高程点；

S42，根据设计所需的断面位置，在地形模型中切取断面，从而得到断面；

S43，在赋色后的的激光点云数据中，可判别各种地物，于激光点云数据中勾勒出矢量并导出为CAD格式数据，将CAD格式数据导入到大比例尺测图软件中编辑绘制地物；

S44，将等高线、高程点以及地物矢量导入到大比例尺测图软件中进行编绘和整饰，从而得到最终的工点地形图。

本发明实施例提供另一种技术方案：包括地面激光扫描仪、飞行平台、处理模块以及安设于所述飞行平台上的相机；

所述地面激光扫描仪，用于获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据；

所述飞行平台以及安设于所述飞行平台上的相机，用于获取工点的倾斜影像数据；

所述处理模块，用于处理所述地面激光扫描仪获取的数据和所述飞行平台获取的数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、地面激光雷达和倾斜摄影的结合，在技术上优势互补，能代替人工实测，可高质量、高精度地实现精细工点勘察，极大地降低野外工作量，大大缩短了勘察周期，具有显著的技术效益和社会效益。

2、获取的信息量丰富，由设备记录，可随时对数据进行回溯。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的具体的S1步骤的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的具体的S2步骤的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的处理所述激光点云数据的具体步骤的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的处理所述倾斜影像数据具体步骤的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的具体的S3步骤的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的具体的S4步骤的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法的采用单相机时飞行平台的航线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，包括如下步骤：

S1，获取雷达数据，具体是在勘察现场采用地面激光雷达技术获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据，并处理所述激光点云数据，生成激光点云模型；

S2，获取倾斜摄影数据，具体是在勘察现场采用倾斜摄影技术获取工点的倾斜影像数据，并处理所述倾斜影像数据，生成三维实景模型；

S3，将所述激光点云模型以及所述三维实景模型导入三维平台中处理，供工点设计使用；

S4，基于所述激光点云数据测绘工点的地形图和断面，为所述工点设计提供地形数据。

在进行上述步骤前，可先利用现有工程勘察资料确定需要精细、重点勘察的工点，如此能够做到节省时间，重点对待，提高工作效率的目的。现有的工程勘察资料主要包括两个方面，其一，工程预可行性和可行性研究及初步设计等阶段收集的航、卫片；其二，工程技术人员现场踏勘和调查成果。

本发明采用的激光雷达器是一种能够获取目标三维信息的设备，它的地面激光雷达技术可以快速获取被测目标的三维点云模型，且由于其使用静态平台，因此便于携带。倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近年来发展起来的一项高新技术，该技术通过从一个垂直和若干倾斜视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维模型。通过该技术可逼真地再现工程所在位置的三维景观，还可实现分米级的量测功能。

由上述两种技术采集的数据经过处理后分别生成激光点云模型和三维实景模型，其中，生成的激光点云模型在精度上占优，可进行高精度的测绘，而生成的三维实景模型却是在真实感方面具有优势，能够进行高质量的解译。这两个模型可导入到三维平台中处理，供工作人员在进行工点设计时使用，另外还能够根据激光点云数据来测绘工点的地形图和断面，为工点设计提供地形数据。

本发明将地面激光雷达技术和倾斜摄影技术灵活地的结合起来，使它们在技术上优势互补，一方面，代替人工实测，可高质量、高精度地实现精细工点勘察；另一方面，极大地降低了野外工作量，例如：采用人工实测方法勘察一个复杂工点通常需要10-15天，而采用本发明方法外业采集需60分钟，内业数据处理需120分钟，大大缩短了测量周期，避免了测绘人员的安全隐患，无需勘察人员攀爬陡峭的山坡。而且，比起现有的仅通过雷达技术，或仅通过摄影技术来实现勘察来说，具有显著的技术效益和社会效益，且本方法通过实验检测，确行之有效。

以下为具体实施例：

优化上述方案，请参阅图2，在上述的S1步骤中，在进行获取工作前，需要经过一些准备工作，主要包括仪器、人员组织、交通、后勤保障、测量控制点布设等。针对不同品牌的仪器型号，在一个测站上具体扫描操作的方法会有所不同，在一个测站上扫描的基本步骤如下：

S1a1，安置采用的仪器：配给电源，进行对中和整平作业；S1a2，设置采用的仪器的参数：对工程文件名、文件储存位置、扫描范围以及标靶类型进行设置；其中涉及精度相关的参数设置与所述工点设计相符；S1a3，布设激光控制点：所述激光控制点为同时已知工程坐标系坐标和激光扫描坐标系坐标的点，通过该激光控制点将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下。采用的电源主要为锂电池或者是交流电源，在需要时进行对中，然后再整平。在确认仪器安置无误后，即可打开仪器电源开关。开机后，需对仪器的参数进行设置。本发明设激光控制点的目的：由于地面激光扫描仪直接获取的是局部坐标系的坐标，因此需要通过布设激光控制点将获取的点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下。

在布设完激光控制点后，即开始扫描，包括如下步骤：

S1a4，采用仪器开始扫描：扫描的过程中显示进程以及剩余扫描时间，出现问题可暂停或取消扫描，并对该过程进行观测记录；S1a5，扫描完其中一个勘察工点并确认无误后，转移到下一勘察工点。对扫描过程进行观测记录，便于当仪器扫描结束后，检查扫描数据质量，不合格则重新扫描，记录的内容主要包括扫描测站位置略图、扫描仪品牌与型号、扫描时间、扫描操作人、测站编号、参数设置等，可自行设计表格填写。在从其中一个勘察工点转移到另一个勘察工点时，中途是否关机取决于仪器的电源情况、两站之间距离、仪器操作要求等因素。到了另一勘察工点后，再重复上述步骤，但需要注意设置与前一个勘察工点相同的工程文件名称、分辨率等特殊指标参数。

进一步优化上述方案，不同的品牌的仪器型号的将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下的方法稍有不同，但总体来说只要有以下两种方案，分别为：直接定向法，通过所述激光控制点直接为所述仪器定向，即求得所述仪器的位置和姿态，再变换到工程建设所在的测区坐标系下；间接定向法，通过所述激光控制点直接变换激光点云数据，通过激光控制点计算激光扫描坐标系和工程坐标系的转换关系,利用转换关系将激光点云直接变换到工程坐标系下。

作为本发明实施例的优化方案，在S1步骤中，雷达数据的获取采用脉冲式且带有数码相机功能的激光扫描仪，并通过其带有的数码相机功能获取全景。它的扫描距离宜在1000米以上，平面精度优于0.2m，高程精度优于0.2m，激光点间隔小于0.1m，全景影像分辨率高于0.05m，采用带数码相机功能是因为单纯的激光点云其缺乏纹理信息，难以识别和解译，需通过数码相机功能进行点云赋色。

作为本发明实施例的优化方案，如图3，S2步骤中，通过在同一飞行平台上搭载传感器，同时从垂直和倾斜的角度采集影像，获取完整准确的工点三维信息，采集的具体流程为：

S2a1，选择飞行平台：采用无人机或有人飞机；S2a2，选择倾斜相机：采用五相机、双相机或单相机；S2a3，布设倾斜影像控制点：所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点，该倾斜影像控制点用于对所述倾斜影像数据进行定位，将其变换到工程坐标系下；S2a4，采用单相机时，设计飞行平台的航线：设定倾斜摄影的地面分辨率和影像重叠度，对于没有陡峭悬崖峭壁的工点，布设“井”字型航线，对于有陡峭悬崖峭壁的工点，采用45°倾斜摄影航线，沿悬崖峭壁增设航线，对于悬崖峭壁海拔高的工点，按其高度布设多条航线，且保证旁向和航向重叠度高于80％；采用五相机或双相机时，采用五相机或双相机的专业航线设计软件来设计航线；S2a5，进行航空摄影：按照设计的所述航线进行航空摄影，做好监视和警戒，完成后对数据质量进行检查，无误方可结束该流程。如图8所示，黑色实线条为向下摄影的“井”字航线，黑色虚线条为45°倾斜摄影航线，在本实施例中，“井”字航线为同一高度，45°倾斜摄影航线能够依据悬崖的海拔而逐渐上升。

在上述步骤中，一般采用无人机，因为其机动灵活，成本低，比较适合于工点倾斜摄影。而相机的选用，由项目成本和实际工作需要而定，它关系到相机的性能不同，例如，五相机、双相机属专业的倾斜摄影相机，摄影效果好，但价格昂贵，对飞行平台要求高，单相机相对来说摄影过程较为复杂，但价格低廉，对飞行平台要求低。在摄影前，首先应根据当地法律申请相关空域，并查看好工点现场情况，现场做好警戒，确保飞行安全。布设倾斜影像控制点的目的是为了后期对倾斜摄影数据进行定位，将其变换到工程坐标系下，但需采用如下原则：像控点的密度与数量，所谓像控点是指在工点上通过反复查看地面目标，选择野外具有明显特征的实地位置，该位置能够在倾斜影像上明显成像，位置精度能够判识到0.1米的特征点，像控点密度在工点上按照200米间距均匀布设，整个工点像控点不少于4个；布设时，首先查看第二步获取的激光点云数据，在激光点云数据中按照倾斜影像控制点的密度和数量要求寻找合适的像控点，并在激光点云中标出点位，记录其坐标；若按上面一个原则能够找到足够的倾斜影像控制点，则倾斜影像控制点布设完毕，但若不能找到足够的倾斜影像控制点，可针对缺少倾斜影像控制点的相应位置采取人工布设方法，人工布设采用刷油漆的方式布设像控点标志，点位应选择在背景较暗的平整地面，油漆颜色以白色为宜，标志可刷成“十”字型，标志线条宽度为15cm宽，标志布设完毕后，可采用GPS方法测量其工程坐标。在设定航线时，其地面分辨率应高于5cm。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图4，激光点云数据采集完成后，需对此进行处理，处理的步骤包括：

S1b1，降噪：通过激光雷达数据处理软件去除获取雷达数据时外界环境因素和仪器本身问题而导致的噪点；S1b2，赋色：对所述激光点云数据进行赋色，得到彩色激光点云数据，以解决激光点云数据本身缺乏纹理信息，不利于判识和解译的问题；S1b3，读取倾斜影像控制点：供处理所述倾斜影像数据时，在所述彩色激光点云数据中精确读取倾斜影像控制点的坐标，用于后续倾斜摄影数据定向；所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点；S1b4，通过激光雷达数据处理软件生成激光点云模型。大多数现有的激光雷达数据处理软件均具有降噪功能。上述采用的具有数码相机功能的激光扫描仪可为点云数据赋色。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图5，S2步骤中，处理所述倾斜影像数据具体步骤包括：

S2b1，处理软件的选择：采用photoscan、pix4D或ContextCapture；S2b2，输入倾斜影像数据：将倾斜影像数据及与倾斜影像相关的POS信息输入到所述处理软件中，对于较大的工点，可进行分块处理；S2b3，定向：将倾斜影像控制点输入到所述处理软件中，并在倾斜影像数据上定位；所述倾斜影像控制点具体为，一部分从激光点云数据中读取，另一部分通过现场布设实测；S2b4，通过所述处理软件生成三维实景模型；S2b5，所述三维实景模型的检查与编辑：人工对三维实景模型进行检查，发现不理想处，采用倾斜模型编辑软件进行编辑。

在上述步骤中，ContextCapture最为常用。上述的POS信息指的是航飞时由定位定姿***获取的影像的位置和姿态信息。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图6，步骤S3中，三维平台为Skyline软件，处理的流程包括：

S30，参照开工前定制的工程设计方案，对影响该设计方案的各种因素进行解译、判识、标注以及评估，例如，可识别悬崖峭壁上的危岩落石、对影响方案的构造物进行量测、计算等；S31，将多个工程设计方案导入到Skyline软件中，进行方案比选；S32，计算并评估相应工程量，针对识别出的影响方案的因素设计出处治方案。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图7，基于激光雷达数据生产该工点初步设计和施工图设计所需的工点地形图和断面，其步骤具体包括：

S40，对激光点云数据进行分类，分离出地面点；S41，基于地面点数据生成地形模型，基于地形模型生成等高线和高程点；S42，根据设计所需的断面位置，在地形模型中切取断面，从而得到断面；S43，在赋色后的的激光点云数据中，可判别各种地物，于激光点云数据中勾勒出矢量并导出为CAD格式数据，将CAD格式数据导入到大比例尺测图软件中编辑绘制地物；S44，将等高线、高程点以及地物矢量导入到大比例尺测图软件中进行编绘和整饰，从而得到最终的工点地形图。大比例尺测图软件可以采用CASS。

本发明实施例提供一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察***，包括地面激光扫描仪、飞行平台、处理模块以及安设于所述飞行平台上的相机；所述地面激光扫描仪，用于获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据；所述飞行平台以及安设于所述飞行平台上的相机，用于获取工点的倾斜影像数据；所述处理模块，用于处理所述地面激光扫描仪获取的数据和所述飞行平台获取的数据。本***结合了地面激光雷达技术和倾斜摄影技术，使得两种技术的优势得到互补，能代替人工实测，可高质量、高精度地实现精细工点勘察，极大的降低了野外工作量，大大缩短了测量周期，具有显著的技术效益和社会效益。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取雷达数据，具体是在勘察现场采用地面激光雷达技术获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据，并处理所述激光点云数据，生成激光点云模型；

S2，获取倾斜摄影数据，具体是在勘察现场采用倾斜摄影技术获取工点的倾斜影像数据，并处理所述倾斜影像数据，生成三维实景模型；

S3，将所述激光点云模型以及所述三维实景模型导入三维平台中处理，供工点设计使用；

S4，基于所述激光点云数据测绘工点的地形图和断面，为所述工点设计提供地形数据。

2.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述S1步骤中，需经过准备工作，包括如下步骤：

S1a1，在进行获取工作前，安置采用的仪器：配给电源，进行对中和整平作业；

S1a2，设置采用的仪器的参数：对工程文件名、文件储存位置、扫描范围以及标靶类型进行设置；其中涉及精度相关的参数设置与所述工点设计相符；

S1a3，布设激光控制点：所述激光控制点为同时已知工程坐标系坐标和激光扫描坐标系坐标的点，通过该激光控制点将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下；

S1a4，在做好准备工作后，采用仪器开始扫描：扫描的过程中显示进程以及剩余扫描时间，出现问题可暂停或取消扫描，并对该过程进行观测记录；

S1a5，扫描完其中一个勘察工点并确认无误后，转移到下一勘察工点。

3.如权利要求2所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述步骤S1a3中，将所述仪器获取的激光点云数据变换到工程建设所在的测区坐标系下包括两种方法，分别为：

直接定向法，通过所述激光控制点直接为所述仪器定向，即求得所述仪器的位置和姿态，再变换到工程建设所在的测区坐标系下；

间接定向法，通过所述激光控制点直接变换激光点云数据，通过激光控制点计算激光扫描坐标系和工程坐标系的转换关系,利用转换关系将激光点云直接变换到工程坐标系下。

4.如权利要求1-3任一所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于：所述S1步骤中，雷达数据的获取采用脉冲式且带有数码相机功能的激光扫描仪，并通过其带有的数码相机功能获取全景。

5.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述S2步骤中，通过在同一飞行平台上搭载传感器，同时从垂直和倾斜的角度采集影像，获取完整准确的工点三维信息，采集的具体流程为：

S2a1，选择飞行平台：采用无人机或有人飞机；

S2a2，选择倾斜相机：采用五相机、双相机或单相机；

S2a3，布设倾斜影像控制点：所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点，该倾斜影像控制点用于对所述倾斜影像数据进行定位，将其变换到工程坐标系下；

S2a4，设计飞行平台的航线：采用单相机时，设定倾斜摄影的地面分辨率和影像重叠度，对于没有陡峭悬崖峭壁的工点，布设“井”字型航线，对于有陡峭悬崖峭壁的工点，采用45°倾斜摄影航线，沿悬崖峭壁增设航线，对于悬崖峭壁海拔高的工点，按其高度布设多条航线，且保证旁向和航向重叠度高于80％；采用五相机或双相机时，采用五相机或双相机的专业航线设计软件来设计航线；

S2a5，进行航空摄影：按照设计的所述航线进行航空摄影，做好监视和警戒，完成后对数据质量进行检查，无误方可结束该流程。

6.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述S1步骤中，处理所述激光点云数据的具体步骤包括，

S1b1，降噪：通过激光雷达数据处理软件去除获取雷达数据时外界环境因素和仪器本身问题而导致的噪点；

S1b2，赋色：对所述激光点云数据进行赋色，得到彩色激光点云数据，以解决激光点云数据本身缺乏纹理信息，不利于判识和解译的问题；

S1b3，读取倾斜影像控制点：供处理所述倾斜影像数据时，在所述彩色激光点云数据中精确读取倾斜影像控制点的坐标，用于后续倾斜摄影数据定向；所述倾斜影像控制点为同时已知其工程坐标系坐标和多张倾斜影像图像坐标系坐标的点；

S1b4，通过激光雷达数据处理软件生成激光点云模型。

7.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述S2骤中，处理所述倾斜影像数据具体步骤包括，

S2b1，处理软件的选择：采用photoscan、pix4D或ContextCapture；

S2b2，输入倾斜影像数据：将倾斜影像数据及与倾斜影像相关的POS信息输入到所述处理软件中，对于较大的工点，可进行分块处理；

S2b3，定向：将倾斜影像控制点输入到所述处理软件中，并在倾斜影像数据上定位；所述倾斜影像控制点具体为，一部分从激光点云数据中读取，另一部分通过现场布设实测；

S2b4，通过所述处理软件生成三维实景模型；

S2b5，所述三维实景模型的检查与编辑：人工对三维实景模型进行检查，发现不理想处，采用倾斜模型编辑软件进行编辑。

8.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述步骤S3中，三维平台为Skyline软件，处理的流程包括：

S30，参照开工前定制的工程设计方案，对影响该设计方案的各种因素进行解译、判识、标注以及评估；

S31，将多个工程设计方案导入到Skyline软件中，进行方案比选；

S32，计算并评估相应工程量，针对识别出的影响方案的因素设计出处治方案。

9.如权利要求1所述的一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察方法，其特征在于，所述S4步骤具体包括：

S40，对激光点云数据进行分类，分离出地面点；

S41，基于地面点数据生成地形模型，基于地形模型生成等高线和高程点；

S42，根据设计所需的断面位置，在地形模型中切取断面，从而得到断面；

S43，在赋色后的的激光点云数据中，可判别各种地物，于激光点云数据中勾勒出矢量并导出为CAD格式数据，将CAD格式数据导入到大比例尺测图软件中编辑绘制地物；

S44，将等高线、高程点以及地物矢量导入到大比例尺测图软件中进行编绘和整饰，从而得到最终的工点地形图。

10.一种结合地面激光雷达和倾斜摄影的工点勘察***，其特征在于：包括地面激光扫描仪、飞行平台、处理模块以及安设于所述飞行平台上的相机；

所述地面激光扫描仪，用于获取工点的激光点云数据以及工点的全景影像数据；

所述飞行平台以及安设于所述飞行平台上的相机，用于获取工点的倾斜影像数据；

所述处理模块，用于处理所述地面激光扫描仪获取的数据和所述飞行平台获取的数据。