CN110146062A - 一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，通过测取3个图根点的坐标属性，在CYCLONE软件中标注其对应的点云位置，依据点云及坐标之间的对应关系，实现点云坐标属性的添加。本发明通过测取场地图根点的坐标和点云，具体为图根点上采用RTK测量及扫描，可在采集坐标的同时，仪器自动采集图根点的点云，一次作业即可实现后期的坐标转换，精度满足的条件下，作业效率得到有效地提高。实现了场地整体点云数据的坐标转换，流程简单、快捷方便、操作性强。

Description

一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法

技术领域

本发明属于测绘领域，具体涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法。

背景技术

工程中通常要求提供的图纸材料必须采用国家坐标系或者工程坐标系，而三维激光扫描仪在进行扫描作业时，采用的是自带的坐标系统，因此，需要将三维激光扫描仪记录的扫描坐标系转换为国家坐标系或者工程坐标系。

目前，将扫描坐标系（三维扫描仪自带的坐标系）转换为国家坐标系或者工程坐标系的方案是：

（1）现场设置标靶，采用全站仪采集标靶的坐标数据，然后再在后期进行数据转化；

（2）现场设置图根点，在图根点上架站进行三维扫描，测量出图根点的坐标数据。

对于以上两种方案，方案（1）存在重复测量、作业工序多、效率低下的问题；方案（2）需要两次作业，存在扫描设站耗费时间长和自由性差、效率低的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

进一步地，步骤101所述的踏勘为选择扫描仪设站位置，选择油气田站场的四角及中心部位作为设站位置并架设三维激光扫描仪，所选择的设站位置扫描时视线遮挡少，能捕捉到该视域内大部分的地物点云且数据获取率达到80%以上。

进一步地，步骤101所述的布设图根点的数量至少为3个，且图根点之间位置开阔、相互通视。

进一步地，步骤101所述的RTK对中杆尖对准图根点的同时对中杆的圆水准气泡居中，步骤102所述的RTK测量系统至少需采集2次图根点的坐标数据，且坐标数据的水平位置偏差小于2mm。

所述步骤103具体为：将三维激光扫描仪采集的油气田各站场的点云数据导入CYCLONE软件，按照图根点的实际位置，在点云数据中进行查询并标注，点云中查询对中杆尖点云时，旋转、缩放点云，确保对中杆尖部清晰可辨，切中的平面位置左右偏差小于2mm；平面位置标定后，高程属性标定时，为防止对中杆尖部未切中地面，可选择地面点，查看其高程值，与对中杆尖部点云高程属性进行对比，若二者之间差值小于2mm，直接使用对中杆尖部高程值，若差值大于2mm，使用地面高程值。

所述步骤104的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，是将图根点坐标数据导入CYCLONE软件中，CYCLONE软件通过七参数模型以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部的点云数据进行坐标转换，转换的数据精度优于10mm。

本发明的有益效果如下：

本发明利用RTK对中杆尖对准图根点，采集图根点的坐标数据，根据RTK对中杆尖的点云数据在三维激光扫描仪采集的各站场点云数据中查找图根点数据，并对其进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点坐标数据一致，解决了现有技术中坐标测量和点云扫描分布进行，工序多和效率低的问题；RTK采集的图根点坐标数据与三维激光扫描仪采集对中杆尖部的点云数据同时进行，一次作业即可实现后期的坐标转换，减少了作业环节，提高了作业效率。

附图说明

图1是基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法的实施步骤图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

RTK测量系统是现有的成熟技术，为了方便描述和理解以下实施例，在此作以简单介绍：RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。

系统中基准站接收机的工作原理。 接收机。事实上，这一要求适用于任何位置精确度优于10米的GPS应用。在两台套接收机的GPS实时动态测量系统中，其中一台接收机被指定为基准站，另外一台为流动站。基准站接收机通常置于一个已知点上，即经度、纬度和高度已知的点。实际操作中，基准站系统采集来自可用卫星的原始数据。该原始数据经包装后，由串行端口送往待命的无线电发射机。发射机对包装后的原始数据进行广播，任何接收机都可以接收。这就是RTK GPS GPS的RTK测量模式要求至少两台同时工作的

流动站是系统的实用部分。流动站通常可放置于背包中，携带方便。使用者通过掌上电脑（电子手簿）或数据采集器与接收机交换数据。实际操作中，流动站电台接收基准站发来的,包含基准站接收GPS原始数据的信息。电台将收到的基准站原始数据经由串口转往流动站接收机。与此同时，流动站GPS接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站GPS接收机与流动站GPS接收机的原始数据汇集在流动站接收机中处理，以计算出两个接收机之间精确到厘米级的基线向量。最后，流动站接收机利用已知基准站位置和基线向量来计算流动站位置坐标。这就是RTK系统中流动站接收机的工作原理。 RTK

根据以上所述基准站和流动站的运作，用户可携带流动站系统在测区往来行走，又快又准地进行定位测量和放样测设工作。由于即时计算点位坐标，用户对系统的正常工作可实时监察，心中有数。

对中杆是测量领域成熟的技术，可市购，其结构不作为本发明的保护点，以下为方便理解，进行简单的说明：对中杆采用“激光测距仪+精度放大装置+显示屏幕”集成技术的一体化对中杆，再用控制器处理数据及输出。测量人员观察读数的对中杆水准器位置处安装显示屏，当需要使用对中杆时，将激光测距装置安装在定位器的内表面上，定位器找准地面位置，通过调节连接件调整棱镜高并固定外管和延伸杆，按下启动开关接通供电电源为激光测距装置供电。

激光发射器发出激光信号，该激光信号遇到延伸杆底部的阻挡，信号被反射回来，激光接收器无线获取激光反射信号，经高精度放大电路信号放送入到控制器中处理，其中定位器的高度、延伸杆的高度以及延伸杆到棱镜中心位置的距离均为固定值，当定位器的内表面到内管底部的距离确定后棱镜高即可确定，并通过显示屏将距离信号显示出来。

实施例1：

参照图1，本发明的第一实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

具体地说，踏勘的主要目的是确定扫描设站的位置，在该位置设站扫描时视线遮挡少，能捕捉到该视域内大部分的地物点云，数据获取率达到80%以上。布设的图根点用来后期站场建设时放点、控制方位及标高，便于后期建设全站仪、RTK等仪器进行测量。RTK采集的同时，三维激光扫描仪进行全景扫描，扫描对中杆尖部，确保对中杆尖点云清晰、完整，数据无重影，数据分辨率控制在5mm以内。

步骤102中采集对中杆坐标的同时对其进行扫描，充分发挥了三维扫描自动、快速的作业特点，作业人员采用图根点坐标同时，扫描仪自动采集到了对中杆尖部的点云，实现了图根点点云和坐标的同时采集。

实施例2：

如图1所示，本发明的第二实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

优选地，所述的踏勘为选择扫描仪设站位置，选择油气田站场的四角及中心部位作为设站位置并架设三维激光扫描仪，所选择的设站位置扫描时视线遮挡少，能捕捉到该视域内大部分的地物点云且数据获取率达到80%以上。

具体地说，进行站场踏勘，选择站场的四角及中心部位作为设站位置并架设三维激光扫描仪，其中每个设站位置采集的点云数据与相邻设站位置采集的点云数据重叠度≥5%，扫描时将三维激光扫描仪放置水平即可进行数据采集获取各站场的点云数据。

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

实施例3：

参照图1，本发明的第三实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

优选地，步骤101所述的布设图根点的数量至少为3个，且图根点之间位置开阔、相互通视。

需要说明的是，布设的图根点用来后期站场建设时放点、控制方位及标高，其数量必须大于3个，且位置开阔、相互之间必须通视，便于后期建设全站仪、RTK等仪器进行测量。

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

实施例4：

本发明的第四实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，参照图1，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

优选地，所述的RTK对中杆尖对准图根点的同时对中杆的圆水准气泡居中，步骤102所述的RTK测量系统至少需采集2次图根点的坐标数据，且坐标数据的水平位置偏差小于2mm。

RTK对中杆对准图根点，作业时确保对中杆圆水准气泡居中，采集数据2次以上，数据偏差水平位置小于2mm。作业人员使用 RTK采集图根点坐标的同时，使用三维激光扫描仪开始扫描，采集站场现状点云数据的同时，采集图根点上对中杆的点云数据。

具体为：RTK采集同时，扫描仪进行全景扫描，扫描对中杆尖部，确保对中杆尖点云清晰、完整，数据无重影，数据分辨率控制在5mm以内。

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

实施例5：

本发明的第五实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，如图1，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

具体地，将三维激光扫描仪采集的油气田各站场的点云数据导入CYCLONE软件，按照图根点的实际位置，在点云数据中进行查询并标注，点云中查询对中杆尖点云时，旋转、缩放点云，确保对中杆尖部清晰可辨，切中的平面位置左右偏差小于2mm；平面位置标定后，高程属性标定时，为防止对中杆尖部未切中地面，可选择地面点，查看其高程值，与对中杆尖部点云高程属性进行对比，若二者之间差值小于2mm，直接使用对中杆尖部高程值，若差值大于2mm，使用地面高程值。

采用相邻站两两拼接的方式，拼接后点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm。

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

实施例6：

参照图1，本发明的第六实施方式涉及一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的现状点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

具体地，将采集的图根点坐标文件导入CYCLONE软件中，按照数据格式进行标准，确标数据文件中点的数据格式与软件中数据格式完全一致。

进一步地，将图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，是将图根点坐标数据导入CYCLONE软件中，CYCLONE软件通过七参数模型以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部的点云数据进行坐标转换，转换的数据精度优于10mm。

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

在CYCLONE软件中，按照图根点坐标数据进行坐标平差及转换，具体是按照七参数模型进行，七参数模型：两个不同的三维空间直角坐标系之间转换时，通常使用七参数模型(数学方程组)，在该模型中有七个未知参数，即:

(1)三个坐标平移量(△X，△Y，△Z)，即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值；

(2)三个坐标轴的旋转角度(△α，△β，△γ)，通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度，可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起；

(3)尺度因子K（通常K值几乎等于1），即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值，实现尺度的比例转换。

以上七个参数通常称为七参数。运用七参数进行的坐标转换称为七参数坐标转换。

坐标转换时，通常至少需要三个公共已知点（本发明中的3个图根点），在两个不同空间直角坐标系中的六对XYZ坐标值，才能推算出这七个未知参数，计算出了这七个参数，就可以通过七参数方程组，将一个空间直角坐标系下一个点的XYZ坐标值转换为另一个空间直角坐标系下的XYZ坐标值。

需要说明的是，七参数模型是测量领域常用的坐标转换模型，其具体的转换过程是现有技术，不作为本发明的保护点，在此不作详细的说明。

实施例7：

本实施例根据本发明提供的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，对某油气田站场进行站场扫描，参照图1，具体操作如下：

步骤101，站场扫描前先进行踏勘，确定扫描仪设站位置（扫描时视线遮挡少，能捕捉到该视域内大部分的地物点云且数据获取率达到80%以上），具体选择站场的四角及中心部位作为设站位置，并在每一处设站位置架设一个三维激光扫描仪，本实施例中，选择了5处设站点，分别是设站点1、设站点2、设站点3、设站点4、设站点5，同时根据站内情况布设（布设原则：图根点之间位置开阔、相互通视）了3处图根点，如设站点3处的图根点T1，设站点4处的图根点T2，设站点5处的图根点T3。

步骤102，开始扫描油气田站场，三维激光扫描仪采集油气田站场的点云数据，包括各图根点处对中杆尖部的点云数据，同时，作业人员在图根点上竖立RTK对中杆——采集图根点T1、图根点T2、图根点T3的坐标。

此时设站点上扫描仪采集到了站场的点云及RTK对中杆尖部的点云。

步骤103，在CYCLONE软件中，导入各站采集的点云数据，其中设站点3、设站点4、设站点5采集的点云数据包含了RTK对中杆尖部点云，因此在点云中提取RTK对中杆尖部点云并编号，编号依次为T1、T2、T3,在CYCLONE中将各站采集的点云进行拼接，拼接为一个整体点云，并将拼接的点云进行整体平差。

步骤104，将RTK采集的图根点坐标数据导入CYCLONE软件中，并标准点名、东坐标、北坐标、高程，此时整体点云数据对中杆尖部的点云即有了坐标属性。

步骤105，以RTK测量的图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，完成整体点云数据的坐标转换。

需要说明的是，以上实施例中均是采用RTK测量系统，但并不仅限于此，也可以是GNSS（如GPS）测量系统。CYCLONE软件是三维激光扫描领域内的主流软件系统，即是本领域比较成熟且常用的处理点云数据的软件，可以购买，其不作为本发明的保护点，在此不作详细的说明。

本发明所述点云是海量的测量点数据，数量从数百到数千万，由于具有海量的数据特点，因此，称为点云，包括：反射率、RGB（颜色）、分辨率等。具体地说，点云数据（pointcloud data）是指扫描资料以点的形式记录，每一个点包含有三维坐标，有些可能含有颜色信息（RGB）或反射强度信息（Intensity）。

坐标指事先测量出设站位置的位置坐标，扫描时仪器架设在设站位置上，输入设站位置的坐标，从而实现拼接。

综上所述，本发明通过测取3个图根点的坐标属性，在CYCLONE软件中标注其对应的点云位置，依据点云及坐标之间的对应关系，实现点云坐标属性的添加。本发明通过测取场地图根点的坐标和点云，实现了场地整体点云数据的坐标转换，流程简单、快捷方便、操作性强。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101，对油气田各站场进行现场踏勘，确定扫描仪设站位置，在设站位置架设三维激光扫描仪，并在三维激光扫描仪架设处布设图根点，同时在油气田各站场架设RTK测量系统的对中杆，使RTK对中杆尖对准所述图根点；

步骤102，利用RTK测量系统采集图根点的坐标数据，同时，使用三维激光扫描仪扫描各站场，采集各站场的点云数据和图根点上对中杆尖部的点云数据；

步骤103，查询对中杆尖部的点云数据，所述对中杆尖部的点云数据即为各站场图根点的点云，提取各站场图根点的点云数据并进行编号，编号与RTK测量系统采集的图根点编号一致，将步骤102采集的各站场的现状点云数据，拼接为整体点云数据，对整体点云数据进行整体平差，平差精度高于5mm；

步骤104，将步骤102采集的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，并标注其点名、东坐标、北坐标、高程，图根点坐标即为整体点云数据对中杆尖部点云数据，根据导入的图根点坐标数据查找到对中杆尖部的点云数据；

步骤105，以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部点云数据进行坐标转换并建立坐标转换参数，根据坐标转换参数将所有的点云数据进行坐标转换，完成坐标系转化。

2.如权利要求1所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，步骤101所述的踏勘为选择扫描仪设站位置，选择油气田站场的四角及中心部位作为设站位置并架设三维激光扫描仪，所选择的设站位置扫描时视线遮挡少，能捕捉到该视域内大部分的地物点云且数据获取率达到80%以上。

3.如权利要求1所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，步骤101所述的布设图根点的数量至少为3个，且图根点之间位置开阔、相互通视。

4.如权利要求1所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，步骤101所述的RTK对中杆尖对准图根点的同时对中杆的圆水准气泡居中，步骤102所述的RTK测量系统至少需采集2次图根点的坐标数据，且坐标数据的水平位置偏差小于2mm。

5.如权利要求1所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，所述步骤103具体为：将三维激光扫描仪采集的油气田各站场的点云数据导入CYCLONE软件，按照图根点的实际位置，在点云数据中进行查询并标注，点云中查询对中杆尖点云时，旋转、缩放点云，确保对中杆尖部清晰可辨，切中的平面位置左右偏差小于2mm；平面位置标定后，高程属性标定时，为防止对中杆尖部未切中地面，可选择地面点，查看其高程值，与对中杆尖部点云高程属性进行对比，若二者之间差值小于2mm，直接使用对中杆尖部高程值，若差值大于2mm，使用地面高程值。

6.如权利要求1所述的基于图根点测量点云数据的坐标系转化方法，其特征在于，所述步骤104的图根点坐标数据导入步骤103的整体点云数据中，是将图根点坐标数据导入CYCLONE软件中，CYCLONE软件通过七参数模型以图根点坐标数据为基准，将对中杆尖部的点云数据进行坐标转换，转换的数据精度优于10mm。