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石油石化工廠管道三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用,油田站場(chǎng)三維建模,數(shù)字化工廠三維掃描技術(shù)服務(wù)解決方案,為務(wù)實(shí)推進(jìn)“共享中國(guó)石油”頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展，中國(guó)石油集團(tuán)圍繞兩化融合總體目標(biāo)，緊密結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)，全力建設(shè)以“崗位標(biāo)準(zhǔn)化、屬地規(guī)范化、管理數(shù)字化”和“自動(dòng)化生產(chǎn)、數(shù)字化辦公、智能化管理”兩個(gè)“三化”為特色的數(shù)字化油氣田。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
? 油氣田的全面數(shù)字化在管理和建設(shè)方面有了突破性的提升。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
- 運(yùn)營(yíng)管理方面，可以實(shí)現(xiàn)便捷的新員工培訓(xùn)和日?，F(xiàn)狀查詢調(diào)查。
- 資產(chǎn)管理方面，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的設(shè)備設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)備份，可視化分類管理，對(duì)設(shè)備狀態(tài)查詢方便精準(zhǔn)。
- 安全管理方面，可以輕松實(shí)現(xiàn)智能巡檢、實(shí)時(shí)安全檢查、應(yīng)急預(yù)案推演、大型設(shè)備（罐體、管道等）形變檢測(cè)分析等，及時(shí)、迅速、有效、直觀地對(duì)事故做出應(yīng)急措施。
- 在油田建設(shè)方面，可以實(shí)現(xiàn)1:1復(fù)制搬遷，改建過程中可根據(jù)三維模型輔助設(shè)計(jì)，安裝階段可實(shí)現(xiàn)模擬碰撞分析，讓改擴(kuò)建更精準(zhǔn)便捷。
一、項(xiàng)目技術(shù)要求
- 場(chǎng)站設(shè)備、管線、建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)等采用2mm精度的三維激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并重構(gòu)模型。貼圖材質(zhì)用單反相機(jī)單獨(dú)采集，不低于10px/cm。模型按生產(chǎn)流程、功能模塊劃分組織結(jié)構(gòu)。
- 場(chǎng)站外部場(chǎng)景采用傾斜攝影方式進(jìn)行三維建模，分辨率≤5cm。
- 所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一到國(guó)家2000坐標(biāo)系統(tǒng)。
二、技術(shù)路線
- 根據(jù)項(xiàng)目要求，采取空地一體化數(shù)據(jù)采集。其中空中影像數(shù)據(jù)用大疆精靈4RTK；地面采用FARO三維激光掃描儀進(jìn)行三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集；用RTK做相控點(diǎn)，保證空地?cái)?shù)據(jù)能精準(zhǔn)結(jié)合到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)；紋理貼圖用佳能單反相機(jī)拍攝。以先進(jìn)的技術(shù)手段全面、細(xì)致的記錄油田場(chǎng)站內(nèi)部的真實(shí)現(xiàn)狀，滿足現(xiàn)狀空間三維信息全記錄的基本要求，為后續(xù)的管理、建設(shè)、維護(hù)提供重要依據(jù)。
- 作業(yè)流程如下：
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? ? ? 三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)就是實(shí)景復(fù)制，即將現(xiàn)狀數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地三維模型重建，保證了在建三維系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)來(lái)源于實(shí)際情況。因此避免了因?yàn)橐蕾囋O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致管道和設(shè)備在建設(shè)施工期間的變更，以及后續(xù)的更新改造變更部分?jǐn)?shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。從而實(shí)現(xiàn)信息提供的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)傾斜建模，與三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)配合，形成場(chǎng)站室內(nèi)外、包括屋頂?shù)娜轿坏男畔⒂涗?。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)也可以生成建筑的真實(shí)模型，記錄油田場(chǎng)站真是的風(fēng)貌。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
3.設(shè)備介紹文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
- 三維激光掃描儀2臺(tái)
- 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)：大疆精靈4 RTK 1臺(tái)
- 單反相機(jī)：佳能5D Ⅱ
- RTK：Trimble R10
? ? ? FARO FocusS 350是一款具有超長(zhǎng)掃描距離的高速三維掃描儀。FARO FocusS 350將掃描范圍擴(kuò)展至全新的尺寸，能夠在陽(yáng)光直射下掃描距離為350米的物體。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
? ? ? FARO FocusS 350 能夠掃描距離為350米物體。只需進(jìn)行次數(shù)更少的掃描，就能對(duì)遠(yuǎn)處的大型的、地形復(fù)雜的、難以靠近的建筑，地基坑道或物體完成測(cè)量，因此能夠極大地提高測(cè)量速度。
其主要特征有：
? 高分辨率
? 高速
? 可通過內(nèi)置觸摸屏進(jìn)行直觀控制
? 尺寸小、重量輕，集成了快速充電電池，從而實(shí)現(xiàn)高移動(dòng)性
? 逼真三維彩色掃描，通過集成的彩色照相機(jī)進(jìn)行。
? 集成雙軸補(bǔ)償器，用于自動(dòng)校平捕獲的掃描數(shù)據(jù)。
? 集成 GPS 傳感器，用于確定掃描儀的位置。
? 集成羅盤和高度計(jì)，用于為掃描提供方向和高度信息。
? ? ? FARO FocusS 350 的工作原理是將紅外線激光束射到旋轉(zhuǎn)光學(xué)鏡的中心。該光學(xué)鏡將使激光在圍繞掃描環(huán)境垂直旋轉(zhuǎn)的方向上產(chǎn)生偏差；之后，將周圍對(duì)象的散射光反射回掃描儀。
? ? ? FARO FocusS 350 使用相位偏移技術(shù)測(cè)量距離。這意味著使用不同長(zhǎng)度的等幅波對(duì)激光束進(jìn)行調(diào)制。通過測(cè)量紅外線光波的相位偏移，即可準(zhǔn)確判斷掃描儀到對(duì)象的距離。借助特殊的調(diào)制技術(shù)，HYPERMODULATIONTM 可大幅提高調(diào)制信號(hào)的信噪比。之后，通過使用角度編碼器測(cè)量 FARO FocusS 350 的鏡像旋轉(zhuǎn)和水平旋轉(zhuǎn)，計(jì)算各點(diǎn)的 X、 Y、 Z 坐標(biāo)。會(huì)同時(shí)使用距離測(cè)量對(duì)這些角度進(jìn)行編碼。距離、垂直角度和水平角度組成極坐標(biāo) (δ, α, β)，該坐標(biāo)隨后會(huì)轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo) (x, y, z)。掃描儀可覆蓋 360° x 300° 的視野。
測(cè)距單元 可視范圍: 122 - 488 kpts/sec (在614m處);976 kpts/sec(在307m處) 反射率 90% (白) 10% (黑-灰) 2% (黑) 范圍 0.6-350 m 測(cè)距噪聲 10m 10m-噪聲壓縮 3 25m 25m-噪聲壓縮 3 90% 反射率 0.3mm 0.15mm 0.3mm 0.3mm 10% 反射率 0.4mm 0.2mm 0.5mm 0.25mm 2% 反射率 1.3mm 0.65mm 2mm 1mm 測(cè)量速度 (pts/sec): 122,000 / 244,000 / 488,000 / 976,000 測(cè)距誤差 4 : ±1mm 測(cè)角精度 5 : 19arcsec - 豎直/水平角 3D 點(diǎn)位精度 6 : 10m: 2mm / 25m: 3.5mm 彩色單元 分辨率:高達(dá)一億七千萬(wàn)像素，彩色 HDR: 曝光倍率 2x, 3x, 5x 視差: 同軸設(shè)計(jì)-無(wú)視差 折射單元 視野(垂直 7 /水平): 300° / 360° 步長(zhǎng) (垂直/水平): 0.009° (360°含40960三維像素) /0.009° (360°含40960三維像素) 垂直掃描速度: 97Hz 激光 (光發(fā)射器) 激光等級(jí): 1級(jí)激光 波長(zhǎng): 1550nm 光束發(fā)散角: 0.3mrad (1/e,半角) 出射光直徑: 2.12mm (1/e,半角) 數(shù)據(jù)處理和控制 數(shù)據(jù)存儲(chǔ): SD, SDHC?, SDXC?; 包括32GB內(nèi)存卡 掃描儀控制: 通過觸摸屏顯示和無(wú)線局域網(wǎng)連接,通過移動(dòng)設(shè)備訪問HTML5. 接口連接 WLAN: 802.11n (150Mbit/s), 在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)或客戶端連接. 集成傳感器 雙軸補(bǔ)償器: 精度0.005°；范圍±2° . 高度傳感器: 可通過電子氣壓計(jì)為每次掃描添加相對(duì)于某一參考點(diǎn)的相對(duì)高度信息. 指南針 8 : 電子羅盤為掃描提供了一個(gè)方向. GNSS: 集成 GPS & GLONASS. 一般技術(shù)規(guī)格 電源電壓: 19V (外接電源) 14.4V (內(nèi)置電池) 功耗: 15W (待機(jī)), 25W (掃描),80W (充電) 電池持續(xù)使用時(shí)間: 4.5 小時(shí) 環(huán)境溫度: 5° - 40°C 擴(kuò)展工作溫度 : -20° - 55°C 儲(chǔ)存溫度: -10° - 60°C IP防護(hù)等級(jí): IP54 濕度: 無(wú)冷凝 重量(包括電池): 4.2kg 尺寸: 230 x 183 x 103mm 維護(hù)/校準(zhǔn): 每年一次
項(xiàng)目實(shí)施
一、外業(yè)數(shù)據(jù)采集
此次外業(yè)采集組由4個(gè)人組成：
三維掃描工程師2名，負(fù)責(zé)場(chǎng)站內(nèi)外、設(shè)備、管廊等結(jié)構(gòu)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，保證相鄰站間數(shù)據(jù)重合率≥30%。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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（石油場(chǎng)站三維掃描外業(yè)數(shù)據(jù)采集）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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（石油場(chǎng)站三維掃描外業(yè)數(shù)據(jù)采集）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站設(shè)備數(shù)據(jù)采集）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
飛手1名，負(fù)責(zé)像控點(diǎn)的布設(shè)和無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)采集，飛行時(shí)間段上午11：00至下午14：00之間。
攝影師1名，負(fù)責(zé)場(chǎng)景、建筑、設(shè)備、管廊等紋理影像拍攝，保證對(duì)焦清晰，顏色還原度高。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
二、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
1.無(wú)人機(jī)傾斜建模。
2.三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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維點(diǎn)云建模流程文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
作業(yè)流程的具體說明：
A、對(duì)掃描得到的點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理，配準(zhǔn)拼接，形成完整統(tǒng)一的點(diǎn)云。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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（石油場(chǎng)站整體點(diǎn)云數(shù)據(jù)展示）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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（石油場(chǎng)站設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)展示）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
B、對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，去除廠區(qū)內(nèi)不需要體現(xiàn)的人、雜物等點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及對(duì)表面比較明顯的噪點(diǎn)進(jìn)行修整。形成整潔完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行后期建模應(yīng)用。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站設(shè)備管線點(diǎn)云三維建模）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站設(shè)備管線點(diǎn)云三維建模）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站設(shè)備管線點(diǎn)云三維建模）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
C、模型構(gòu)建，將點(diǎn)云導(dǎo)入相應(yīng)的建模軟件中，通過點(diǎn)云的識(shí)別建管道模型，對(duì)于特殊地方需要精細(xì)修正。不同口徑、型號(hào)、用途的管道采用不同顏色圖層顯示，以方便工作人員區(qū)分。如圖所以：文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
D、數(shù)據(jù)整合，屬性信息編輯添加。如圖所示，在特征項(xiàng)里，我們可以看到當(dāng)前選中這段管道的信息，被選中管道型號(hào)（管型及尺寸）為CS600,長(zhǎng)度4.5168m,以及其他相關(guān)信息都詳細(xì)的顯示在里面。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
E、成果提交。檢查所有數(shù)據(jù)信息的，查漏補(bǔ)缺，保整成果的完整性和準(zhǔn)確性。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
（石油場(chǎng)站設(shè)備管線三維模型）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
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（石油場(chǎng)站三維模型）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
成果構(gòu)成
A、高精彩色點(diǎn)云；(XYZ、PTS、LAS等多種可選）
B、彩色模型；(OBJ、DWF、DXF、DWG等多種格式可選）文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)
A、高密度點(diǎn)云的采集：控制按需分配的采樣精度和采樣密度，確?？臻g數(shù)據(jù)完整、重點(diǎn)位置細(xì)致、一次采集完備；
B、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理：按空間區(qū)域劃分，實(shí)現(xiàn)單元數(shù)據(jù)編組的邏輯關(guān)系，達(dá)到大數(shù)據(jù)全面、小數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的綜合目的，從而避免出現(xiàn)因數(shù)據(jù)大而造成的處理困難和怕數(shù)據(jù)大而造成的缺失；
C、模型的建立：根據(jù)項(xiàng)目需求保障建模的精細(xì)度，需對(duì)閥門、表盤、螺釘?shù)燃?xì)節(jié)獨(dú)立封裝模型，工作量大。
D、無(wú)人機(jī)傾斜模型和地面重構(gòu)模型的整合問題，由于兩種模型精度有差異，要保證模型整合完整，必須保證坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一，且在兩個(gè)模型整合時(shí)注意結(jié)合點(diǎn)的處理，保證模型完整。文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
項(xiàng)目總結(jié)
? ? ? 三維掃描實(shí)景建模實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)、可視化、直觀、方便交互查詢和查看。通過三維方式展現(xiàn)和表達(dá)，利于交互操作，并可以直觀查詢，是數(shù)字油氣田的核心載體,互聯(lián)網(wǎng)+油氣開采”兩化融合路徑，打造信息化條件下推動(dòng)公司高質(zhì)量發(fā)展新型能力，持續(xù)推進(jìn)“兩個(gè)三化”管理推動(dòng)生產(chǎn)組織優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級(jí)，掌握了數(shù)字化氣田設(shè)計(jì)和建設(shè)技術(shù)，推進(jìn)“油公司”模式下公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型縱深發(fā)展。
2025年初步建成、2030年全面建成智能油氣田的目標(biāo)即將實(shí)現(xiàn)！文章源自吉優(yōu)賽維數(shù)字孿生建模供應(yīng)商-http://m.mhzs023.com/3d/9329.html
評(píng)論