摘 要：通過使用三維掃描的手段，大批量的采集被測物體、設備的數據，經過后期軟件的處理，可以輸出成符合原物體的真實場景，其直觀的、立體的、逼真的、精確的成果，滿足了一些常規測量手段無法解決的問題。

　　關鍵詞：三維激光掃描;油氣田;管網;

　　Abstract: Through the use of 3D scanning means, large quantities of collection objects to be measured, the device data, through the latter part of the processing software, it can be output in accordance with the original objects in real scenes, with its intuitive, three-dimensional, vivid, accurate results, meet some conventional measurement methods can not solve the problem.

　　Key words: 3D laser scanning; oil and gas; pipeline

　　中圖分類號：TU996.7+2 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一：三維激光掃描技術是一種先進的全自動高精度立體掃描技術，又稱為“實景復制技術”，是繼GPS技術后測量領域的一項偉大革新。三維激光掃描突破了傳統的離散點的數據采集，開創了基于面的數據采集方式，其每秒上萬個甚至十幾萬的點云數據是大量掃描離散點的集合，這些點不僅包含測量點的( X，Y，Z) 坐標信息，還包括RGB 顏色信息，同時還有物體反射率的信息，這些信息可以清晰、可真、高度還原掃描物的真實場景，給人一種直觀、真實的視覺還原，特別在形狀復雜、地物眾多、立體交叉的地物掃描中更能發揮其不可比擬的優勢。

　　在油氣田地面建設當中，多年的發展已經建設成了許多大型的站場并鋪設了眾多管網，隨著數字化油田建設的需求，傳統的圖紙、信息已經滿足不了數字化站場管理和更新，迫切要求一種更及時、更精細、更安全的信息獲取手段來適應當前發展的趨勢，滿足油氣田管網、站場、設備的高清、三維、動態的管理需求。

　　二：自2009年購置第一臺萊卡C10 三維激光掃描儀以來，我公司根據油氣田發展的新動向，嘗試數字化站場建設，在某氣田集氣站進行了一系列的掃描實驗，運用高精度的0.5秒TM30全站儀和萊卡C10三維激光掃描儀兩種技術手段，針對于氣站中重量最大、振幅最強的壓縮機設備聯合進行觀測，來監測、評價壓縮機的運行狀況。

　　在使用三維激光掃描儀時，主要利用其獲取的海量點云數據進行變形、沉降的數據分析，同時對于構造復雜的壓縮機及其附屬管網進行三維掃描和后期建模，以便今后的維護管理和數字化站場建設的要求。 下圖為壓縮機設備掃描的原始點云數據。

　　此次掃描，共設有15個標靶，分6次來設站掃描，標靶坐標均是通過高精度全站儀觀測而解算得來的，掃描的點云數據利用CYCLONE軟件， 經過多站的拼接、降噪等最終將需操作區域點云以* XYZ數據格式導出來。

　　在GEOMATIC STUDIO再將* XYZ數據導入進來，通過修補法線、處理噪音、刪除體外孤點、封裝、切線、等過程，可以得到工業標準處理數據格式*IGES，再將此數據導入CREO PARAMETRIC環境中，此程序大量的工業開發模塊完全滿足工業管道、零件、實體等建模需求，另外程序對切線進行模型構建，其數據量將極大地降低，大大提高了計算機運行速度及效率。

　　三：三維可視模型的應用前景：

　　(1)以點云作為數據源，輔助當今各種成熟的三維制圖軟件，構建的三維可視圖可以直觀、方便、快捷地反映掃描物體的全局信息，多視角、多層次的掌握設備結構，在軟件中不僅包含大量實體信息還能提取立體姿態、空間位置等大量二維視圖無法提供信息，讓維護者和管理者全角度掌握物體、設備的信息。

　　( 2) 使用三維圖像及與GIS對接后，對站場、設備、裝置能起到動態監護。常規的圖紙更新的周期比較長，如果外界發生變化需要重新組織人力進行內業及外業維護，且只能反映二維的特征，但三維的模型只要在電腦進行跟蹤管理，就可以對空間、平面的統一實施更新。

　　( 3) 在運行的設備上通過三維物接觸掃描的形式，可以避免設備停產和很多安全隱患，特別是許多高危區域，在平常是無法到達的，只有采用掃描才能獲取采集區的點云數據，為后期更好的維護、監測提供基礎數據。

　　經過內業數據處理和建模，可以得到還原物體的真實信息并提供一個三維的效果，其成果可以成為后期GIS或者動態畫面制作的中間成果，也可以直接輸出成為油氣田三維數字產品的最終成果。油氣田中，不論其觀測物多么復雜或者繁雜，通過內業詳細建模，均可真實地得到還原與重現，為后期管網、設備的維修、維護、監控、改造提供了一個信息化的平臺，這樣可以節省大量的人力、物力和財力。

　　四：結 論

　　(1)三維激光掃描儀，是一種新型的數據獲取手段，其海量電云數據只是為后期的軟件提供了一個數據平臺，通過在不同軟件下采用不同手段建模時發現，利用電云切線在PRO環境下進行模型建立比直接在CAD界面及MICRSTATION中使用點云建模更加的快速、便捷。

　　(2)三維建模之后的數據管理及GIS數據庫管理應該配套進行開發和研究，在油氣田數字化建設中，大量的內業工作集中在三維建模當中，其數據處理的過程中以何種數據形式和GIS數據庫對接也是今后工作中急需研究和解決的，這樣才能保證真正的數字化意義。

　　參考文獻：

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　　2，三維激光掃描技術應用于建筑物建模的測量方法研究 黃承亮1* , 向娟2 城市勘測 2011年2月第1期 87-90

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　　4，三維激光掃描技術在數字城市中的應用 李杰, 周興華, 唐秋華, 李君益, 厲峰， 海岸工程，

　　2011 年9 月，第30 卷第3 期28-33