摘要：化工安全关系到国计民生，近年来随着化工厂数字化改革不断推进，数字工厂逐步成为工厂安全管理的重要手段。而化工管道作为工厂设施的重要组成部分，由于其数量多、种类繁杂，一直是企业管理的重点和难点。
化工安全关系到国计民生，近年来随着化工厂数字化改革不断推进，数字工厂逐步成为工厂安全管理的重要手段。而化工管道作为工厂设施的重要组成部分，由于其数量多、种类繁杂，一直是企业管理的重点和难点。
传统的化工管廊往往缺乏详细的设计和施工资料，导致在维护和改造时难以获取准确的管道信息。由于管道密集且布局复杂，传统的管廊在维护和检修时工作量大，效率低。甚至一些老旧管廊可能存在结构老化、腐蚀等问题，增加了泄漏和事故的风险。因此，迫切需要一种能够直观、全面地呈现管廊整体情况的技术手段，以便更高效地进行管廊的管理和规划工作。
基于三维激光扫描技术获取化工管廊点云数据并建立三维数字化模型，解决管道二维空间信息表达抽象问题，通过对获取的点云数据进行处理并重建管道的三维模型重现实体原貌，从而提供更加符合实际现状的模型成果，对化工管道实现三维数字化管理。
某化工厂需要对管道进行三维建模，道纵横交错，空间关系复杂，管道上又架着上下转折的多层管线。利用传统方式难度较大并且不能完整地展示管线的全部信息，因此采用三维激光扫描技术获取管廊数据。
外业数据采集设备
针对扫描环境复杂的特点，进行外业数据采集时，为保证外业数据采集的完整性和作业效率，采用Trimble X9高精度三维激光扫描仪。
Trimble X9三维激光扫描仪提供了更远的测程、更高的精度、更短的扫描时间和更出色的灵敏度，从而优化了扫描结果并提高了生产力。Trimble X9 基于Trimble成熟的激光扫描技术，拥有Trimble X-Drive 等创新技术进行自动校准、测量级自动调平（业界最宽达45°补偿范围）和用于地理配准的激光指示器，能适应更多严苛的工作环境。
Trimble X9三维激光扫描系统
外业数据采集首先要实地踏勘，对复杂、错乱区域要重点扫描，本项目架设测站时，尽量避免将测站布设在大型储罐后，以尽可能减少视野遮挡带来的影响。扫描区域特征点数量较多，因此外业数据采集不布设靶标，通过特征点自动拼接方式进行数据配准。
数据处理
内业预处理主要包点云配准、点云去噪和精简，点云配准是将不同视角获取的点云数据进行拼接，由于本项目外业未布设靶标，因此内业可通过公共特征点方式配准；点云去噪是将非目标点云数据分割，由于本项目目标点云主要是管道，因此需将其他基础设施分割、删除；点云精简是根据目标点云特点，对点云数据进行压缩，减小计算机负荷，方便数据分析，由于管道点云拟合对点云密度要求较高，因此本项目不对点云数据进行精简处理。
管道点云数据（因项目不便展示，图片来自网络）
管道建模
使用专业化工管道建模软件，进行管道及管架的逆向建模。一般在视场角比较好的情况下，点云可以达到整个管道的四分之三，这样的点云对于逆向建模来说，可以完全满足逆向建模的需求；而对部分遮挡较为严重，或者管线交错、缠绕等管线，由于管道点云数据不完整或者空间关系结构复杂，则分情况建模。
拟合后的管道三维模型（因项目不便展示，图片来自网络）
为什么选择Trimble X9三维激光扫描系统？
1.数据获取自动化，一键式操作三维激光扫描仪高度智能化，无需人工干预，可通过平板电脑、电话或一键式工作流程实现灵活操作。
2.扫描速度快Trimble X9能达到100万点/秒的扫描速度，可以在不到1分钟的时间内实现快速扫描，从而迅速完成项目。
3.灵敏度高，降低捕获难度Trimble X9 拥有更好的测距、角度精度和数据质量，应用范围非常广泛，此外还提高了标准扫描的灵敏度，能降低深色或光亮表面的捕获难度。
4.非接触测量方式，保证作业安全Trimble X9 采用非接触目标的方法，可以从远处安全地捕获无法进入的区域，降低了测量风险。能有效避免异形建筑，危险场景（高空，电厂，辐射）的测量危险，为测量提供安全。
5.数字化兼容性好Trimble X9数据可以直接从Perspective外业软件传送到Trimble的内业软件，包括 Trimble Realworks™、Trimble Business Center、SketchUp和Tekla，或导出为LAS/E57 国际通用标准格式以及 Autodesk 和 Bentley 等行业平台可交付成果。
三维扫描技术在化工管道的应用中提供了高效、精确、安全的数据采集和处理能力，对于提高化工管道的管理效率、安全性和经济性都有着极大的进步，是化工管道现代化、数字化进程中不可或缺的技术手段。
【沪敖3D】是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、警用公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。
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