《城镇排水管渠三维激光扫描检测规程》

ICS号

中国标准文献分类号（五号黑体）

团体标准

T/CMEA××××-2024

城镇排水管渠三维激光扫描检测规程

Inspectionspecificationforthree-dimensionallaserscanningof

urbansewersandchannels

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

2024-××-××发布2024-××-××实施

中国市政工程协会发布

I

1总则

1.0.1为规范城镇排水管渠三维激光扫描检测技术，做到技术先进、经济合理、

质量可靠和安全环保，制定本文件。

【条文说明】1.0.1排水管渠是城镇重要基础设施之一，其结构稳固和功能保障

是城市排水安全的重要保证，全面、准确地掌握城市的排水管网情况，提供高精

度的排水管网信息资料，并建立一套有效的城市排水管理系统，是城市现代化建

设和高质量、高效率运转的基本保证。而对排水管渠检测正是验证这种保证的有

力手段之一。

排水管渠属封闭或半封闭的有限空间，环境复杂诸如淤泥堆积、自然通风不

良、恶臭熏天、积聚大量有害气体、氧含量不足等，相较于市政排水管道截面尺

寸较大，大到宽十余米、高三四米，传统管道潜望镜QV无法检测，而传统电视

CCTV载行器检测存在淤积阻碍载行器无法行进、低行拍高效果差，严重影响检

测效率甚至无法实施。三维激光扫描技术作为封闭或半封闭有限空间全要素信息

数据获取的有效手段之一，已被广泛应用于大空间排水管渠的检测工作中。但国

内尚无采用三维激光扫描技术实施排水管渠检测的系统性标准，考虑到城镇排水

管渠检测市场巨大及三维激光扫描技术在此领域的发展应用状况和前瞻性，结合

排水管渠检测的特殊性，规定新技术检测方法及内容，建立科学规范、系统化的

技术作业要求，为适应排水管渠三维激光扫描检测应用而制定。

1.0.2本文件适用于城镇管径不小于1000mm的管道或最小宽度500mm、最小

高度1000mm的排水渠箱检测，以及新建排水管渠的竣工验收等工作。

【条文说明】1.0.2排水管渠包括管道和渠箱。结合排水管渠内部环境现状，考

虑三维激光扫描技术的特点及作业人员安全，规定了新技术适用的排水管渠范围，

以及可借鉴拓展应用的范围。三维激光扫描获取管渠内壁表面的点云数据，经分

析处理，构建出管道内表面三维模型，从而实现部分管道功能性、结构性缺陷的

1

量化检测，包括对管道变形量、沉积量、过水断面损失量的测量与计算分析。三

维激光扫描检测系统可用于管渠内主管、支管、排放口的纵横剖面、平面尺寸、

缺陷位置等检测。对于综合管廊、防空洞等地下空间第三方检测可参照执行。

1.0.3城镇排水管渠三维激光扫描检测作业，除应符合本文件的要求外，尚应符

合现行有关国家标准、行业标准和中国市政工程协会现行有关团体标准的规定。

2

2术语

2.1术语

2.1.1管渠三维激光扫描检测three-dimensionallaserscanninginspectionofpipes

andchannels

通过激光雷达获取管渠内表面三维坐标、反射光强度等测量数据信息，构建

三维模型并进行量化分析的方法。根据其在管渠内所搭载行进装置，可分为固定

式和移动式。

2.1.2同步定位与建图SimultaneousLocalizationandMapping

机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动，在移动过程中根据位置和地

图进行自身定位，并在此基础上构建增量式地图，实现自主定位和导航。

2.1.3载行器carrier

搭载检测设备并能在管道内行进的装置。

注：这里的检测设备是指三维激光扫描设备，管渠内可使用的载行器包括履

带式、轮式、船舶式、两栖式等爬行器及无人机等。

2.1.4扫描站scanningstation

用于架设三维激光扫描系统的测站。

2.1.5定位标靶positioningtarget

用于点云数据坐标转换的参考标志。

2.1.6点云pointcloud

三维空间离散点的数据集合。

2.1.7点云密度densityofpointcloud

单位面积上激光点的数量，以每平方米点数表示。

2.1.8点云去噪pointclouddenoising

3

剔除扫描过程中由于人为或随机因素所产生的噪声点的过程。

2.1.9点云拼接pointcloudregistration

通过坐标转换将不同测站和坐标系统中的点云数据统一到指定坐标系统的

过程，又称点云配准或点云定向。

2.1.10点云解译Pointcloudinterpretation

从点云数据中获取信息的基本过程。具体为识别目标，定性、定量地提取

出目标的分布、结构、坐标等有关信息，并将其表示出来的过程。

2.1.11管段pipesection

两座相邻检查井之间的管道。

2.1.12排放口outlet

将雨水或处理后的污水排放至水体的构筑物。

2.1.13结构性缺陷structuraldefect

管道结构本体遭受损伤，影响强度、刚度和使用寿命的缺陷。

2.1.14功能性缺陷functionaldefect

影响排水管渠过流能力的非结构性缺陷。

2.2缩略语

LiDARLightDetectionandRanging激光雷达

SLAMSimultaneousLocalizationandMapping同步定位与建图

IMUInertialMeasurementUnit惯性测量单元

POSPositioningandOrientationSystem定位定姿系统

4

3基本规定

3.1技术要求

3.1.1作业前应收集分析相关资料、进行现场踏勘、编写检测方案；作业过程中

应进行质量控制和安全防范；作业完成后应编写检查报告和检测报告。

3.1.2现场踏勘应分为排水管渠外部查看和内部探察，并应包括下列内容：

1查看排水管渠地表区域内的地物、地貌、交通状况等周边环境条件；

2查明排水管渠埋深、检查井位置、检查井分布与数量、排水管渠走向等

情况；

3通过检查井使用微光摄像系统结合探泥杆、测深杆掌握涵内淤积、水深、

流速、内部构造及与人员进入有关的环境条件等情况。

3.1.3三维激光扫描检测所需的控制测量方法及技术要求应符合《工程测量标准》

GB50026和《城市测量规范》CJJ/T8的规定。

3.1.4三维激光扫描检测不宜带水作业，当现场条件无法满足时，应采取降低水

位措施，管渠内水位不宜大于管渠直径的20%且水深不宜大于300mm。

3.1.5三维激光扫描检测宜采用外部操控具有自驱动功能的载行器承载扫描设

备的作业方式，且载行器应符合下列规定：

1应具有自驱动能力，且坚固耐用、抗碰撞、防水密封良好，在-15℃～60℃

环境温度和潮湿、恶劣环境中正常工作；

2履带式、轮式载行器应具有运行平稳不打滑、越障及攀爬性能，可在高

淤泥、沙地等恶劣工况下正常工作；

3船舶式、两栖式载行器应在高水位管渠正常工作，两栖式载行器尚应在

高淤积工况下正常工作；

4无人机应具有避障功能。

5

3.1.6当进入管渠的载行器无法作业时，可采用人员进入管渠内进行三维激光扫

描检测。

【条文说明】3.1.6排水管渠载行器可以进入，但管渠内结构复杂、存在树根、

杂草、垃圾、废渣堆积物、柱体等障碍物，扫描遮挡严重出现连续性盲区或阻碍

载行器行进而无法作业时，管渠环境条件满足人员进入条件，在采取保障人员安

全措施后，可采用人员进入管渠内进行三维激光扫描检测。

3.1.7人员进入排水管渠内部进行三维激光扫描检测时，管渠环境条件应符合下

列规定：

1管渠内径不得小于1300mm；

2管渠内稀软淤泥、积沙深度不得大于0.2m；

3管渠水流流速不得大于0.5m/s。

3.1.8当有下列情形之一时应中止检测：

1人员携带三维激光扫描设备入涵作业过程中突遇降雨时；

2三维激光扫描系统无法完整扫描成像时；

3其他原因无法完成检测时。

【条文说明】3.1.8当作业区域突遇降雨，即便是零星小雨，管渠上游遇水汇集，

会带来较大水量，入涵人员应立即撤至地面；当激光雷达发射器窗口沾有污物或

污渍时，会影响激光发射和接收，而导致无法完整成像；如设备故障、数据采集

异常等原因。

3.1.9三维激光扫描检测点云采样间隔不宜大于20mm，点云密度不宜小于2500

点/m2；当管渠内壁裂缝（痕）宽度不小于5mm时，采样点云间隔不应大于裂缝

（痕）宽度，且点云密度应能清晰判读走向并完整识别裂缝（痕）。

【条文说明】3.1.9对于管道内连续面体，为了能清晰判识管道内部细节轮廓

特征、细小裂缝（痕）等信息，规定了点云采样间隔和点云密度参数。

6

3.1.10根据管渠各类开口的分布状况和数量，宜将管渠分段进行扫描，分段长

度不宜大于500m且开口数量不宜小于4个，开口间距不宜大于100m。

【条文说明】3.1.10管道各类开口包括检查井口、明暗渠口、露天口等，为确

保三维激光扫描数据拼接精度，将管道划分成若干段实施，以2～3个管段划分

为一个扫描段，规定每次扫描作业的长度在500m以内及开口数量不应小于4个，

目的是为后续定位标靶布设做铺垫，以保障坐标转换精度的均匀性。

3.1.11当管渠检测数据需要使用绝对坐标时，应布设定位标靶且符合下列规定：

1定位标靶布设应能覆盖管渠扫描段，且分布在不同高程面，不得布设在一

条直线或一个竖直面上，间隔100m左右不应少于1个；

2定位标靶宜通过检查井铅直伸入管道内，且上部测量点位应与靶面中心点

的铅直投点重合；

3定位标靶数量不应小于3个并应构成空间几何图形。

【条文说明】3.1.11本条规定了用于坐标转换的定位标靶的布设。固定站式三

维激光扫描获得的每一站数据都是以扫描仪位置为零点的局部坐标系，亦即每站

数据是独立和不关联的，通过将每站的点云数据拼接形成一个整体；移动式三维

激光扫描通过使用航迹数据等联合解算，可得到扫描段完整的点云数据，此点云

数据是基于扫描起点而形成的相对独立的局部；以上2种形成的局部整体数据都

是相对的，需要经坐标转换统一换算至大地坐标系中。但大多数管道呈狭长顺直

或弯曲的线条状，其测量定位标靶点布设也相应呈顺直或弯曲度较小线状，线状

测量是区别于大面积、块状测量的一种特殊形式，实践中采用线状控制点进行点

云数据坐标转换时极易发生水平侧滚倾斜，导致转换误差偏大或差错。因此要求

定位标靶布设时尽可能的布设成面状、构成一定的空间几何图形，同时定位标靶

数量满足坐标转换所需数量要求即可。

3.1.12管渠每个扫描段的检查点数量不应小于3点，检查点宜布设在地面检查

7

井、人工井口、管渠地面等特征位置处且有点云数据覆盖的地方。

3.1.13点云数据坐标转换应符合下列规定：

1坐标转换宜以扫描段为单位进行转换，转换时宜固定比例因子；

2参与坐标转换的定位标靶点数量不应小于3点；

3所需坐标转换的扫描段应有不少于3个检查点；

4检查点转换值与实测值的平面位置中误差应在±50mm范围内，高程中误

差应在±100mm范围内。

【条文说明】3.1.13坐标转换时导入不少于3个定位标靶点坐标，将定位标靶

与点云上的对应位置相关联，通过七参数模型进行转换，转换时宜固定比例因子，

将整个点云转换到与定位标靶相同的坐标系统中，转换完成后通过检查点进行检

查。

3.2劳动安全

3.2.1进入排水管渠的作业人员应符合下列规定：

1应具有相应的资格和能力，并应按现行行业标准《测绘作业人员安全规

范》CH1016的有关规定进行作业；

2技术人员应熟悉排水管渠三维激光扫描检测工作，具有相关工作经验；

3进入排水管渠时，宜配备市政工程潜水员、监护人员、安全员等辅助人

员。市政工程潜水员应持有相应的资格证书，体格应符合现行国家标准《职业潜

水员体格检查要求》GB20827的有关规定。

3.2.2排水管渠内使用的仪器设备，其安全性能应符合现行国家标准《爆炸性气

体环境用电气设备》GB3836的有关规定。

3.2.3项目实施前，项目负责人或现场负责人应对实施作业人员进行工作交底，

交底内容应包括技术质量、过程控制、安全生产、排水管渠内部工作环境、职业

健康等。工作交底应有交底记录，参加交底人员均应在交底记录表上签字确认。

8

工作交底还应符合下列规定：

1技术质量交底应告知实施内容与流程、作业方法与操作要点等关键技术

环节要求；

2环境、职业健康交底应告知现场工作的环境条件、保护措施、应急预案

等；

3安全交底应告知作业过程中可能存在的安全风险、作业安全要求和应急

处置措施等。每天作业前应进行班前的环境、职业健康安全交底。

【条文说明】3.2.3排水管渠作业必须高度重视安全，作业前应进行100%的交

底，确认作业人员上岗资格、身体健康，遵守安全操作规程，正确使用安全防护

设备和个人防护用品，服从安全管理，出现异常立即撤离。

3.2.4作业前应对作业环境进行安全风险辨识，分析存在的危险有害因素，提出

消除、控制危害的措施，编制详细的安全作业方案。安全作业方案应经作业单位

相关人员审核和批准，必要时应组织专家对方案进行论证。

3.2.5排水管渠检测作业过程中应对安全风险关键要素进行防控，并应符合本文

件附录A的有关规定。安全风险防控措施应主要包括建立作业安全管理制度、

辨识并建立管理台账、设置安全警示标志或安全告知牌、配置作业安全防护设备

设施、制定应急救援预案并组织必要的演练等。

3.2.6作业人员安全作业准备应符合下列规定：

1作业前应对安全防护设备、个人防护用品、应急救援装备、作业设备和

用具的齐备性和安全性进行检查，发现问题应立即修复或更换；

2应在作业现场设置围挡，封闭作业区域，并在进出口周边显著位置设置

安全警示标志或安全告知牌；

3作业前作业人员应站在排水管渠外上风侧，打开进、出口进行自然通风

并使用可便携的泵吸式气体检测报警仪对有限空间内气体进行检测。可能存在爆

9

炸危险的，开启时应采取防爆措施；当受进出口周边区域限制，作业人员开启时

可能接触排水管渠内涌出的有毒气体时，应佩戴相应的呼吸防护用品；

4存在可能危及排水管渠作业安全的设备设施、物料及能源时，应采取封

闭、封堵、切断能源等可靠的隔离（隔断）措施，并上锁挂牌或设专人看管，防

止无关人员意外开启或移除隔离设施。

【条文说明】3.2.6本条规定了排水管渠作业前准备工作的内容及实施的正确方

法。气体检测报警仪至少能检测氧气（O2）、硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、可燃气体等气体，每年至少由法定计量检定机

构检定1次，检定内容至少包括检定零值、预警值、报警值等，其浓度误差小于

被检定仪器的检定误差。作业时,作业现场配置气体检测报警仪,连续检测受限空

间内可燃气体有毒气体及氧气浓度,并2h记录1次;气体浓度超限报警时应立即

停止作业、离人员对现场进行处理，重新检测合格后方可恢复作业。

3.2.7人员进入排水管渠安全作业应符合下列规定：

1作业应做到“先通风、再检测、后作业”，气体浓度检测合格后，作业

人员佩戴符合要求的个体防护用品与安全防护设备方可入管渠进行作业；

2作业过程中，应持续进行机械强制通风，不得采用纯氧通风；不得明火

（吸烟等）；并应采取适当方式对排水管渠内作业区域进行实时监测；

3监护人员应在排水管渠外全程持续监护，不得擅离职守；

4作业过程中突遇降雨，应立即停止作业，人员从涵内撤至地面安全地带。

不得雨天作业。

【条文说明】3.2.7人员进入排水管渠作业前，开启上下游井盖采用机械强制注

入、抽出等一种或组合措施进行通风，加快空气流动速度，采用气体检测仪检测

合格后，在进入管渠开展作业。气体检测的合格标准：空气中的含氧为19.5%～

20.9%，氧气正常浓度为20.9%，如果工作环境本身属于富氧环境，最高也不要

10

超过23.5%；常见有毒、易燃易爆气体的浓度和爆炸范围见表1。

表1常见有毒、易燃易爆气体的浓度和爆炸范围

相对密度时间加权

最高容许短时间接爆炸溶剂

（取空气平均容许管渠高程

气体名称密度触容许浓百分比

相对密度浓度（m）

（mg/m3）度（mg/m3）（%）

为1）（mg/m3）

硫化氢

1.1910——4.3～45.5—

（H2S）

—2030非高原

一氧化碳2000～

0.9720——12.5～74.2

（CO）3000

15——＞3000

氰化氢

0.941——5.6～12.8—

（HCN）

溶剂汽油3.00～4.00—300—1.4～7.6—

一氧化氮

1.03—15—不燃—

（NO）

甲烷（CH4）0.55———5.0～15.0—

苯（C6H6）2.71—6101.45～8.0—

注：

1最高容许浓度指工作地点在一个工作日内，任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度；

2时间加权平均容许浓度指以时间为权数规定8h工作日、40h工作周的平均容许接触

浓度；

3短时间接触浓度是指在遵守时间加权平均容许浓度前提下容许短时间（15min）接触

的浓度。

3.2.8受海水涨落潮变化的排水管渠作业时应设立临时自动化水位监测设备；当

水位上升变化较大或者速率加快时，应立即停止作业，人员、设备全部撤离至地

面。

【条文说明】3.2.8沿海地区临海排水管渠与海域相通，受海水涨落潮变化影响

11

容易引起潮水倒灌，严重威胁人员、设备的安全。

3.2.9作业完成后，进入排水管渠作业人员应将全部设备和工具带离管渠，清点

人员和设备，确认管渠内无人员和设备遗留后，关闭进、出口，解除本次作业前

采取的隔离、封闭措施，恢复现场环境后安全撤离作业现场。

12

4检测设备

4.1一般规定

4.1.1三维激光扫描检测设备及其辅助设备应具有防爆性能，无人机尚应具有防

撞避障功能。

4.1.2检测设备应性能稳定、结构牢固、密封性良好，并应在-10℃～+45℃的气

温条件下正常工作。

4.1.3检测设备的整体防尘、防水应符合现行国家标准《外壳防护等级（IP代

码）》GB/T4208中IP54的有关规定。

4.1.4检测设备应在相对湿度（95±3）%及环境温度不小于40℃下无冷凝。

4.1.5检测作业前应在管渠外对检测设备系统进行实测校验，检校平面、高程较

差宜在±50mm范围内。

4.2.3当管渠内有大量根系穿入或水草植被时，应优先选用具有多回波性能的三

维激光扫描设备。

4.2固定式激光扫描检测设备

4.2.1管渠内使用的扫描设备应选择体积小、重量轻，并易于携带的一体化三维

激光扫描仪。

4.2.2固定式三维激光扫描设备的主要技术指标应符合表4.2.2的规定。

表4.2.2固定式三维激光扫描设备主要技术指标

项目技术指标

激光安全等级ClassI级人眼安全

扫描测程≥50m

最小扫描距离≤0.4m

测距精度≤±4mm@50m

13

项目技术指标

扫描速度≥50000Pts/s

4.3移动式激光雷达检测设备

4.3.1移动式激光雷达检测系统的主要设备应包括激光雷达（LiDAR）、惯性测

量单元（IMU）、摄像单元、载行器及控制系统等，激光雷达（LiDAR）应具有

同步定位与建图（SLAM）功能。

【条文说明】4.3.1同步定位与建图（SLAM）目前已经被广泛应用于无全球导

航定位系统（简称：GNSS）信号地下空间，利用SLAM算法进行工作环境地图

的构建，并实现在地图中的即时定位。通常称为移动式SLAM激光雷达。

4.3.2移动式SLAM激光雷达检测系统主要设备的技术指标应符合表4.3.2的规

定。

表4.3.2移动式SLAM激光雷达检测系统主要设备技术指标

系统设备项目技术指标

激光安全等级ClassI级人眼安全

水平视场角360°

垂直视场角≥30°(＋15°～－15°)

激光雷达（LiDAR）角分辨率（水平）≤0.4°

角分辨率（垂直）≤2°

旋转速率5Hz～20Hz

最小扫描距离≤0.4m

陀螺零偏≤8/h

加计零偏≤

惯性测量单元（IMU）1500mGal

角度随机游走≤0.3/h

14

系统设备项目技术指标

速度随机游走≤0.04m/s/h

相机分辨率≥500万像素

相机采集频率≥2帧/秒（fps）

摄像单元

视频分辨率≥（1280×720）像素

视频帧率≥24帧/秒（fps）

4.3.3惯性测量单元（IMU）应融合惯性单元数据进行点云数据解算。

4.3.4载行器可为履带、轮式、船舶、两栖式爬行器及无人机等。载行器宜配有

倾斜传感器（Pitch）、滚动传感器（Roll）和照明系统，并应符合下列规定：

1倾斜传感器（Pitch）、滚动传感器（Roll）应具备在±10°范围内的自动

补偿功能；

2照明系统应通过主控制器调节灯光的强度和角度。

【条文说明】4.3.3～4.3.4采用移动式SLAM激光雷达检测作业方式时，点云数

据解算需联合SLAM路径、惯性、定姿等数据，数据解算质量取决于惯性IMU

单元、倾斜Pitch与滚动Roll传感器的数据。照明系统主要为图像拍摄提供基本

光源，确保获取的图像清晰可见。

4.3.5摄像单元、照明系统应具备外部触发、异步复位功能，触发同步精度不应

小于0.3ms。

4.3.6控制系统可实时监测各传感器的工作状态，应能在各传感器设备发生故障

时发出声、光报警。

15

5固定式激光扫描检测

5.1一般规定

5.1.1根据管渠特点及三维激光扫描作业特殊需要，当已有相邻开口（洞口、检

查井、露天口等）距离大于100m时，宜在管渠沿线地面实施人工开孔，并安置

安全防护围挡。

【条文说明】5.1.1为满足三维激光扫描安全作业、数据转换的需要，在各方条

件允许的情况下，在地面上开人工孔，开孔尺寸应能保证人员出入。同时为避免

给车辆、行人造成影响，应及时进行安全防护围挡。

5.1.2固定式三维激光扫描检测数据不同拼接方式的扫描重叠度应符合下列规

定：

1顺直狭长窄小无明显特征的排水管渠，宜采用标靶拼接的扫描方式，相

邻扫描站的公共标靶数量不应小于3个，重叠度不应小于10%；

2有明显差异特征的排水管渠，宜采用点云视图自动匹配拼接或特征点拼

接的扫描方式，相邻扫描站的扫描重叠度不应小于30%。

【条文说明】5.1.2本条根据管渠形状，结合三维激光扫描测绘的作业特点，分

情况对采用不同拼接方式的扫描方法、相邻扫描站点云数据重叠度做出了规定。

基于点云视图拼接是利用相邻站点之间扫描的公共区域进行的点云数据拼接，是

目前扫描站点拼接的主流方式，通过特征区域的公共特征进行水平和垂直方向的

视图匹配，拼接速度较自动匹配模式拼接精度高、较特征点拼接效率高。

5.2扫描站与标靶布测

5.2.1管渠内扫描站布设应符合下列规定：

1扫描站应能控制管渠内部空间；

2扫描站宜均匀布设；

16

3扫描站应布设在管渠内纵轴中心线左右，每孔涵的扫描站密度应符合本

文件第3.1.9条的规定，多孔涵尚应在涵隔墙门洞口设站。

【条文说明】5.2.1一般情况下，管渠呈顺直狭长条状，空间窄小，扫描站基本

沿管渠内中心线线状布设，为了采集管渠内完整的点云数据，本条具体规定了管

渠内扫描站布设的要求。

5.2.2管渠内扫描站布设应包括下列部位：

1排放口正前方；

2缺陷区前方；

3检查井与人工井口下方；

4定位标靶前后2m～3m处；

5支管（涵）口、多孔涵隔墙门洞口、特征处、变径处等其它需要设站的

地方。

【条文说明】5.2.2根据管渠测绘对象的重要性及点云数据坐标转换的需要，本

条对涵内扫描站架设位置进行了规定。

5.2.3地面扫描站应布设在沿管渠地面中心轴线及轴线两侧，两侧扫描站宜对称

布设。

【条文说明】5.2.3根据管渠点云数据呈线形的特点，为增加多余观测条件，本

条对地面扫描站的布设位置进行了规定。

5.2.4扫描站位置的选择应符合下列规定：

1便于安置设备和操作的地方；

2稳定的地方；

3远离水汽雾化区域。

5.2.5标靶布设应符合下列规定：

1标靶应就近布设在扫描站附近、视线良好处，且扫描激光宜垂直入射标

17

靶；

2应根据扫描站情况，布设不同用途的标靶，标靶数量应满足拼接和定位

的需要；

3标靶应强制紧固安置，并应采取安全防护、保护措施；

4标靶布设类型选择应根据所用扫描仪的需要确定。

5.2.6拼接标靶布设应符合下列规定：

1拼接标靶宜采用3个单标靶集成组装成组，形成标靶组，组内的3个单

标靶宜螺旋排列并高低错落；

2拼接标靶组布设应以扫描站为中心，按扫描站前后对称布设，标靶组数

量不应小于2组；

3每一扫描站的拼接标靶组数应不小于2组，相邻两扫描站的公共拼接标

靶组数应不小于1组；

4利用公共特征点代替拼接标靶时，特征点数量不应小于3个，应分布在

不同高程面，不得在一条直线或一个竖直面上。

【条文说明】5.2.6由于管渠形状、环境复杂、涵壁结构极其相似且表面平整光

滑、空间狭小的特殊性，涵内不允许有较多作业人员，对拼接标靶根据工程实践

经验进行优化组合，一是达到拼接目的并提高拼接精度，二是减少入涵人员数量

降低安全风险。

拼接标靶布设的主要目的是进行相邻扫描站点云数据拼接，其布设主要根据

扫描站位置，安放在扫描站前进方向的前后两端，两端距离扫描站的距离大致相

等，前后两端靶球的数量共6个（3个为1组），前后两端各布置1组，狭长空

间扫描测站和拼接标靶布设方案具体见附图1。

18

图1扫描站和拼接标靶布设示例图

5.2.7扫描站及仅用于相邻扫描站点云数据拼接的标靶可不进行控制联测。

【条文说明】5.2.7拼接标靶的作用是拼接点云数据，拼接的时候不需要坐标数

据，因此没必要进行联测。

5.3点云数据采集

5.3.1扫描仪应在扫描环境开机，开机宜进行预热和静置，再开始扫描工作。

5.3.2扫描采样间隔的设置应选用采集时间短并能反映细节轮廓的单次扫描模

式。

5.3.3扫描作业应符合下列规定：

1标靶扫描与涵内空间扫描应同时完成，其间不宜有断电、仪器重设等操

作；

2激光头不得近距离直接对准棱镜、镜面玻璃、大面积荧光屏等强反射物

体；

3扫描期间应采取避免仪器受到震动的措施。

【条文说明】5.3.3本条主要在提高扫描作业的效率、防止设备伤害、确保数据

质量等方面进行相应规定。

5.3.4数据采集宜按扫描段进行扫描获取，点云数据应与图像数据同步采集，相

邻扫描站点云数据重叠度应符合本文件第5.1.2条的规定；每个扫描站的相邻图

像重叠度不应小于30%。

5.3.5自然光线或具备照明条件的管渠，照片采集应符合下列规定：

1在点云数据采集时，应利用扫描仪内置或外置相机同时采集图像数据；

19

2照片拍摄应保持拍摄区域光线均匀、连续，相邻相幅的重叠度不应小于

30%。

5.3.6扫描作业结束后，应将扫描数据导入电脑，检查点云数据覆盖范围完整性、

标靶数据完整性和可用性。对缺失和异常数据，应及时补扫。

5.4点云数据预处理

5.4.1固定式三维激光扫描获取的点云数据预处理应符合下列规定：

1预处理应包括点云去噪、点云拼接、坐标转换等工作；

2点云拼接宜按扫描次序依次进行，拼接完成后应进行平差。

5.4.2点云去噪宜采用软件自动去噪方式，可采用人工去噪方式。

【条文说明】5.4.2点云去噪的目的是剔除明显偏离涵内壁或地表的孤点或点群，

以及数据获取过程中由于扫描现场偶然因素（如空中漂浮的粉尘、飞虫、人员移

动、机械设备移动等）导致的偶然噪声点。根据噪点产生的原因降低或消除噪声

点采用的方法如下：

1目标体表面因素引起的噪声点，通过调整仪器设备位置、角度、距离等

办法进行避免或消除。

2系统固有噪声点，通过调整扫描设备或利用一些平滑或滤波的方法过滤。

3偶然噪声点，需要人工交互设置分类阀值实现自动剔除，或多角度旋转

点云数据判定偶然噪声点后直接人工选择删除。

5.4.3点云数据拼接应符合下列规定：

1点云数据拼接方式宜采用链式拼接，拼接宜按扫描次序依次进行；

2点云数据的拼接宜按分段扫描数据进行，管渠扫描数据宜与地面扫描数

据联合拼接；

3点云拼接可采用拼接标靶、公共特征点和标靶与公共特征点组合拼接；

4拼接公共点数不应小于3个，且拼接公共点控制面积不应小于管渠横截

20

面积的1/3。

【条文说明】5.4.3由于大多数管渠顺直狭长，其扫描站也是沿管渠中心轴线布

设，所以数据拼接基本为链式，因管渠结构相似其每站数据也基本相似，建议依

照架站顺序依次进行。并且将管渠点云数据与地面点云数据联合拼接形成一体，

便于提高坐标转换的可靠性。同时对拼接所需的拼接标靶数量及公共特征点选择

作出了规定。采用拼接标靶拼接的，相邻站点的拼接标靶不少于1组；采用公共

特征点拼接的，特征点数据不少于3个且其分布在不同高程面、严禁在一条直线

或一个竖直面上；采用拼接标靶与公共特征点组合方式拼接的，总数量不少于3

个。

5.4.4点云数据拼接完成后，应采用扫描仪随机软件平差功能对其进行平差处理。

点云数据拼接允许中误差宜在±50mm范围内。

21

6移动式激光雷达检测

6.1一般规定

6.1.1移动式SLAM激光雷达检测时间选择与路线规划应符合下列规定：

1应选择管渠内无雾气时段进行检测数据采集；

2人员及履带式、轮式、船舶式、两栖式等载行器行进路线宜按管渠底部

纵剖线进行规划，无人机飞行路线宜按管渠中轴线进行规划。

6.1.2移动式SLAM激光雷达检测路线规划的主要内容应包括初始化位置、结

束位置、行进路线、行进速度、保障措施等。

6.1.3移动式SLAM激光雷达检测过程中应符合下列规定：

1检测设备各系统应正常工作，异常情况应进行记录；

2遇雷雨、雪或局地暴雨天气时，应立即停止管渠内检测作业，及时将检

测设备撤至地面，并做好检测设备防护措施；

3检测作业完成后应做好数据质量检查和备份工作。

6.1.4移动式SLAM激光雷达检测的行进速度宜符合下列规定：

1人员手持或背包式SLAM激光雷达在管渠内的行走速度不宜大于0.8m/s；

2载行器在管渠内的行进速度不宜大于0.2m/s；

3无人机在管渠内的飞行速度不宜大于2.0m/s。

【条文说明】6.1.4管道内移动式三维激光扫描检测定位是利用上一时刻的位置

计算结果去估算下一时刻的位置，长时间过快过慢的行进会导致定位误差的累积，

其行进速度主要取决3个方面，一是管道内水流、淤积等环境情况，二是取决于

载行器性能，三是设备惯性测量、倾斜、滚动等传感器的配置精度和灵敏度。根

据工程实践经验，在环境条件良好情况下，手持或背包式三维激光扫描检测的正

常行进速度约0.8m/s，载行器承载三维激光扫描检测的行进速度约0.2m/s。无人

22

机飞行速度不宜大于2.0m/s。

6.1.5移动式SLAM激光雷达检测作业前的检查与确认应符合下列规定：

1应检查并确认载行器处于正常运行工况；

2应检查并确认检测设备连接、供电设备正常，并能正常采集数据；

3应检查并确认检测设备数据存储和备份空间足够。

6.2点云数据采集

6.2.1检测作业前应在管渠外部开机并对扫描设备进行静置初始化，自校准完成

后方可进行检测作业。

6.2.2采用手持或背包SLAM激光雷达检测应在管道内检测起始位置开始数据

记录，并应保持行进平稳。

6.2.3采用载行器SLAM激光雷达检测应符合下列规定：

1应在检测起始位置进行平稳静置，时长不宜小于30s；

2行进方向宜与水流方向一致；

3行进作业时，载行器上的激光雷达宜置于管渠中轴线上；管道管径或渠

箱高度大于2000mm，当发现管渠缺陷、支管口、排放口等情况时，应调整激光

雷达抵近并正对扫描；

4图像叠加版头格式和拍摄方法应符合现行行业标准《城镇排水管道检测

与评估技术规程》CJJ181中电视检测的有关规定。

【条文说明】6.2.2～6.2.3移动式SLAM激光雷达检测系统中包含了惯性测量

单元（IMU），其主要器件包括陀螺仪、加速度计等，用于测定载体的加速度和

角运动，在每次开机使用时，对惯性测量单元（IMU）校准并静置，在管道外部

空旷的地面使其收敛更快、效果更佳，以消除起始误差；手持或背包SLAM激光

雷达检测行进时避免忽快忽慢，保持平稳有利于数据精度；顺水使用载行器减少

阻力，控制动力，平稳检测；激光雷达有最小测程限制，为防止激光雷达离一边

23

管壁的距离小于激光雷达最小测程，而产生数据盲区，建议让激光雷达在管道中

轴线上最佳。对于管径大于2000mm的管道或高度大于2000mm的渠箱，为获

得分辨率最佳的点云数据，近距离正对扫描效果最好。

6.2.4无人机SLAM激光雷达检测时，无人机飞行宜采用手动操控飞行。

6.2.5SLAM激光雷达、无人机在进入管渠作业前，应在管渠外部按要求校准磁

罗盘，作业过程每进出管渠一次应校准1次。

6.2.6数据采集路线宜形成闭环路线，当不具备闭环条件时，可形成单路线。对

于管渠内部有梁有柱的较大空间，数据采集路线应先形成闭环，然后再对遮挡等

细节区域进行精细扫描。

【条文说明】6.2.6移动式SLAM激光雷达检数据采集路线从起始位开始，按

原路返回结束于起始位，形成闭环重叠路线。

6.2.7数据采集宜先使SLAM激光雷达头从正向扫描直立墙面开始，再按计划

路径进行连续扫描。

【条文说明】6.2.7其主要目的是SLAM激光雷达尽可能扫描到更多的有效点

云数据，便于后续扫描数据匹配。

6.2.8数据采集过程时应保持连续前进且姿态平稳，不得后退，不宜左右转弯。

6.2.9数据采集从记录开始至结束应记为一个航迹文件数据。

6.2.10数据采集一个时段连续工作时长不宜大于30min。

6.3点云数据预处理

6.3.1移动式SLAM激光雷达获取的点云数据预处理应主要包括数据解码、数

据降噪、数据拟合、坐标转换等。

6.3.2应对每个航迹文件数据原始点云数据进行解码。

6.3.3数据降噪宜采用随机软件对每个航迹文件数据去除离群值、峰值等进行处

理，噪声去除率不应小于95%。

24

6.3.4采用无人机飞行获取的数据，在数据解算前应通过检校数据对飞行过程中

的系统误差、航带偏移等进行修正。

6.3.5数据解算应先从采集的点云数据中提取用于建图的特征点，再对前后帧的

点云数据进行配准。

【条文说明】6.3.5特征提取和里程计解算是核心。采用对点云数据提取特征的

方式，对前后帧的点云数据进行配准。从而最终实现建图和定位的功能。

6.3.6点云数据拟合宜采用线性最小二乘法，解算生成三维点云，点云数据格式

宜采用LAS或ASCII码格式。

6.3.7影像、视频数据预处理应符合下列规定：

1经预处理后的影像、视频应包含坐标和时间信息；

2宜根据工程需求进行必要的影像增强、匀光等处理；

3预处理后的影像、视频文件应符合现行行业标准《城镇排水管道检测与

评估技术规程》CJJ181的有关规定。

25

7点云解译

7.1一般规定

7.1.1点云解译应利用激光点云中三维坐标、反射光强度、RGB等多种信息，

宜结合影像采用人工目视解译与计算机自动解译。

【条文说明】7.1.1信息的提取主要包括目视解译和计算机自动解译。目视解译

需要技术人员将自身的专业知识及经验介入到点云、影像分析中去，以点云为基

础，影像为辅助验证，借助影像特征──色调、形状、大小、纹理、图形等以及

影像上目标的空间组合规律、物体间的相互关系，综合分析来识别目标。计算机

自动解译是在点云数据基础上，根据训练区样本数据特征如规则图形（圆形、矩

形等），或者按目标物特征进行连续运算等进行自动提取输出，经人工筛选确认

得出最终结果。

7.1.2目视解译应把握目标物的综合特征，可利用正射纠正的影像在地理信息

（GIS）软件中直接解译提取所需信息。结构性、功能性缺陷的解译可按现行行

业标准《城镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181的有关规定执行。

【条文说明】7.1.2目视解译运用一切直接的和间接的解译标志进行综合分析，

提高解译质量与解译精度。现行行业标准《城镇排水管道检测与评估技术规程》

CJJ181条文说明第8.2.3条中表2结构性缺陷说明、表3功能性缺陷说明中均有

缺陷的详细说明，可参照使用。

7.1.3计算机自动解译应以“点云为主、影像为辅”结合方式进行，以监督分类

或非监督分类的识别形式，通过建立典型部件模板进行部件的自动提取。

【条文说明】7.1.3计算机自动解译是充分利用计算机编程，将目标物原始特征

进行。

监督分类：从研究区域选取有代表性的目标物作为样本。根据已知训练区提

26

供的样本，通过选择特征参数，建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据

样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。

非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不

知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（将相似度大的像元

归为一类）。

7.1.4点云解译前应对点云数据进行处理，并应符合下列规定：

1点云数据处理应根据成果制作数据的需要进行，输出满足要求的数据；

2点云分割宜根据数据规模、软硬件性能、精度要求和对象类型进行；

3点云投影应根据制作成果类型选用相应投影面。

【条文说明】7.1.4点云数据的处理根据制作成果所需数据进行；点云数据获取

时存在点云密度不均、遮挡等问题，兴趣地物的自动化提取结果存在漏提、误提

和错提现象，因此需要进行编辑、矢量化；点云投影面的选择一般应选择底面、

侧面、顶面、立面几种类型，必要时可选择斜面或曲面作为投影面，但应作必要

说明。

7.1.5三维激光扫描检测成果解译应包括平面图绘制、纵剖面图绘制、横剖面图

绘制、三维模型构建、管渠成果表编制等。

7.1.6平面图、剖面图绘制应符合本文件附录B的格式及有关规定。

7.2成果解译

7.2.1平面图绘制应符合下列规定：

1平面图的方向宜与坐标方向一致；

2平面图的比例尺宜选择1:500或1:1000，局部放大图宜选择1:100、1:150

或1:200；

3平面图应详细标明管渠进出水口、检查井、排放口等位置、形状，宜反

映管渠走向。

27

【条文说明】7.2.1平面图绘制方向以方便打印输出为宜；平面图的比例尺宜

选择与地形图基本比例尺相同或取用基本比例尺的10倍；管渠洞口、检查井、

排放口等重要位置，应标注于平面图上，并能反映其形状及与管渠的连接关系，

拐角处应有点位。其中管道进、出水口是指在明渠、暗渠衔接处的开口，按水流

方向定义，上游口为进水口，下游口为进水口。

7.2.2纵剖面图绘制宜根据水深、淤泥和积沙厚度绘制沉积状况，宜包括管渠顶

部线、管渠底部线、水位线、淤积线、水平距离等。

7.2.3横剖面图的剖切部位，应在平面图上选择能反映全貌、构造特征、变径处、

有代表性或指定部位进行剖切，宜包括异常处管渠轮廓线、水位线、淤积线等，

宜符合下列规定：

1横剖面图的比例尺宜选择1:10、1:20、1:25、1:30或1:50；

2横剖面图宜绘制出地面线，标注覆土厚度、结构尺寸、高程等；

3横剖面点的密度应能反映涵内形状现状；

4横剖面图绘制宜采用点云切片的投影点云，切片厚度不宜大于成果精度

要求。

【条文说明】7.2.3横剖面的剖切位置一般按其使用目的，确定横剖面密度与数

量，在构造特征变化处、异物堆积部位、内壁塌陷或损坏部位、其他异常部位以

及设计指定部位进行剖切。点云横剖图可参考图2、图3。

图2多孔管渠点云横剖图示例

28

图3单孔管渠点云横剖图示例

7.2.4对于弧形部件应采用点云拟合方式生成圆弧、椭圆弧等曲线特征线。

7.2.5管渠三维模型制作应符合下列规定：

1应根据软硬件性能、数据规模等按管道分段进行模型制作；

2规则模型可直接根据点云或提取的轮廓线、特征线进行交互式建模；对

于球面、弧形面、管道等曲面模型应根据点云拟合建模；

3不规则模型宜通过点云建立三角网模型进行建模，并应采用填充孔、边

修补、简化和细化、光滑处理等优化三角网模型。

7.2.6管渠模型中的排放口应设置铭牌，铭牌内容宜主要包括编号、类型、材质、

排放口内径、埋深、排放口内底高程等。

7.2.7管渠成果表的内容应包括排放口信息统计表、缺陷成果统计表及评价文字

说明；统计表内容宜主要包含类型、材质、尺寸、淤积厚度、水深、三维坐标等；

缺陷成果统计表应评定其缺陷等级。

7.3结果判读

7.3.1点成果提取应利用点云数据采用手工方式，拾取宜取点云聚集点，三维旋

转检查无分离后即可提取平面坐标或高程。

7.3.2排放口管径测量宜先对排放口点云数据进行拟合，再进行测量计取，在正

射点云数据中截取排放口点云图。

【条文说明】7.3.2利用点云投影将获取的排放口点云数据，进行纠正，转换成

29

以排放口所在面正投影方式而形成正射点云数据。可以保证获得排放口横截面无

变形，完全与现场实际相符合。

7.3.3管渠缺陷的描述应包括位置和尺寸，埋深宜通过地面高程与缺陷位置高程

求差计算。

7.3.4管渠需做进一步评估时，应以点云数据为主、辅以影像资料等进行，缺陷

评估应包括结构性状况评估、功能性状况评估。

7.3.5管渠评估工作应以人工判断为主，计算机处理为辅。

7.3.6缺陷点云图可采用渲染图，缺陷判读可按本文件附录C的图谱特征进行，

并应符合现行行业标准《城镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181的有关规

定。

7.3.7缺陷应通过点云数据定量分析给出量值，破裂应给出裂缝（痕）宽度、长

度或深度，变形应给出变形量值，支管应给出进入主管内的长度、支管管径等。

30

8成果资料

8.1质量检查

8.1.1点云数据质量检查应包括下列内容：

1点云重叠度、完整性；

2点云密度；

3点云噪声；

4扫描数据转换的正确性；

5点云相对精度、绝对精度。

8.1.2模型质量检查应包括下列内容：

1表达效果与现状实景的一致性；

2模型结构处理合理性；

3模型纹理处理合理性，包括清晰度、处理遮挡、透视变形、纹理接缝、

眩光等；

4模型的几何精度、属性精度、表面完整性。

8.1.3图形检查内容应包括排放口与缺陷无遗漏、位置的正确性，图件完整、美

观、无明显变形。

8.1.4数据属性精度检查应包括下列内容：

1数据要素的正确性；

2要素属性信息的完整性、正确性。

8.1.5数据完整性检查应包括下列内容：

1排放口与缺陷要素无遗漏；

2排放口与缺陷要素的几何描述应完整；

3数据的分层与组织应正确，不得有重复或遗漏；

31

4排放口与缺陷的注记应完整、正确。

8.2成果归档与提交

8.2.1检测工作结束后应编写检测报告，其基本内容除应符合现行行业标准《城

镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181的有关规定外，尚应通过点云数据描

述干管与支管的连同情况及走向等信息。

【条文说明】8.2.1根据激光点云数据，可以直观地看出干管与支管的连同情况，

判读出其走向。可截取点云图作为成果附录在报告内。

8.2.2三维激光扫描检测作业完成后，整理归档资料应包括下列内容：

1激光点云原始数据资料，管渠影像资料；

2控制点和定位标靶点成果及说明；

3排放口、缺陷成果，平面图、剖面图及管渠三维模型；

4检测方案、检测报告及检查报告；检测报告宜包括概述、利用已有资料

情况、实施过程、质量和有关数据、技术结论、经验教训和建议、附图和附表等；

5其他成果资料。

8.2.3三维激光扫描检测完成后，提交的成果资料应包括下列内容：

1检测方案；

2检测报告；

3排放口、缺陷成果；

4平面图、剖面图；

5管渠三维模型。

32

附录A排水管渠检测作业过程风险防控流程

图A排水管渠检测作业过程安全风险防控流程

33

附录B平面图、剖面图格式

B.1平面图格式

B.1.1管渠平面图格式应按图B.1.1执行。

图B.1.1管渠平面图格式

B.1.2管渠平面图图例应符合表B.1.2的规定。

表B.1.2管渠平面图图例

名称图例名称图例

污水排放口检查井

雨水排放口人工井口

混接排放口管渠边界线

截流溢流排放口管渠中轴线

其他排放口沿涵截污系统

管渠起始端水流方向

管渠终止端

34

B.2剖面图格式

B.2.1横剖面图格式应符合图B.2.1的规定。

图B.2.1横剖面图格式

B.2.2纵剖面图格式应符合图B.2.2的规定。

图B.2.2纵剖面图格式

35

附录C点云图谱特征

表C点云图谱特征

序缺陷代

点云图（灰度）点云图（强度）影像图

号名称码

1破裂PL

36

序缺陷代

点云图（灰度）点云图（强度）影像图

号名称码

1破裂PL

37

序缺陷代

点云图（灰度）点云图（强度）影像图

号名称码

2变形BX

38

序缺陷代

点云图（灰度）点云图（强度）影像图

号名称码

3腐蚀FS

39

序缺陷代

点云图（灰度）点云图（强度）影像图

号名称码

3腐蚀FS

4错口CK