1、技術(shù)原理

三維激光掃描技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，在國內(nèi)越來越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速復(fù)建出被測目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。

由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)點，因此相對于傳統(tǒng)的單點測量，三維激光掃描技術(shù)也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術(shù)突破。

維激光掃描系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集的硬件部分和數(shù)據(jù)處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統(tǒng)又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。

地面式激光掃描系統(tǒng)

背包式激光掃描系統(tǒng)

2、數(shù)據(jù)信息

三維激光掃描儀，其掃描結(jié)果直接顯示為點云。一般來說，這些點云包含以下數(shù)據(jù)信息：

1.三維激光掃描儀高度智能化，無需人工干預(yù)，三維激光掃描儀自動發(fā)射的激光，即可測得目標(biāo)物表面點的三維坐標(biāo)信息，快速簡單，實現(xiàn)一鍵自動掃描。

2.三維激光掃描儀以水平和豎直方向同時全方位快速的獲取高精度，高分辨率的海量的點位數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場所有肉眼能見的物體（玻璃、水、鏡面反射物體除外）都可以掃描得到。

對于半透明物體（玻璃制品、水、鏡面反射物體），或者顏色較暗的工件，需要在工件表面噴上薄薄的一層顯像劑，目的是是為了更好的掃描出物體的三維特征，數(shù)據(jù)會更精確。

*.現(xiàn)在三維激光掃描儀最大速度已經(jīng)達到100萬點每秒，這是三維激光掃描儀對物體詳細(xì)描述的基本保證，古文體，工廠管道，隧道，地形等復(fù)雜的領(lǐng)域無法測量已經(jīng)成為過去式。

4.三維激光掃描儀每次測量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X,Y,Z點的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反射率的信息，為快速復(fù)建出1:1吉印通色三維點云模型提供一種全新的技術(shù)手段。

*.三維激光掃描儀采用非接觸目標(biāo)的方法，人員無需接觸被測物體，即可直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù)，降低了異形建筑，危險場景（高空，電廠，輻射）的測量風(fēng)險，為測量提供安全。

6.三維激光掃描儀是通過直接獲取數(shù)字信號采集數(shù)據(jù)的，所以具有全數(shù)字特征，方便進行后期處理和輸出，與Bentley、Revit、AutoCAD、SketchUp、ArchiCad、Rhino、Tekla等軟件有很好的共享性。

*、數(shù)據(jù)處理方式

利用三維激光掃描技術(shù)獲取的空間點云數(shù)據(jù)，即可用于建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的場景的三維可視化模型，又可以用于生成數(shù)字高程模型（DEM），用于土方計算、檢測地質(zhì)災(zāi)害等。

1.數(shù)字高程模型（DEM）

利用獲取的點云數(shù)據(jù)，通過噪聲點處理后進行柵格化，可以生成高質(zhì)量的數(shù)字表面模型（DSM)。

同時，通過對點云數(shù)據(jù)自動化預(yù)處理，再利用人工編輯進行地面濾波，濾除其中的非地面點，剩余的地面點通過構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）等模型進行柵格化，可得到高精度的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，也可以轉(zhuǎn)換為等高線數(shù)據(jù)。

利用點云生成的DEM模型，可以用來進行土方計算、檢測地質(zhì)災(zāi)害等。

1）土方計算

通過激光掃描儀得到的高精度激光點云，可用于構(gòu)建地形三維模型，為勘察設(shè)計提供斷面量測、坡度坡向量測、土方填挖量等信息，大大減少工程勘察設(shè)計中的外業(yè)工作量，縮短工作周期。

2）監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害

通過地形三維模型的建立，大面積監(jiān)測地形的變化，將在不同時間點掃描的點云進行比較，以作出風(fēng)險評估，為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供依據(jù)。

2.點云三維模型

點云建模需要利用三維實景建模軟件ContextCapture，ContextCapture可以更好地評估點云并生成更精確的工程模型。

ContextCapture可以對點云進行增強、分割、分類，并與工程模型相結(jié)合。利用ContextCapture的高級三維建模、橫截面切割、斷裂線和地形提取功能，能快速高效地對竣工條件進行建模并支持設(shè)計流程。

ContextCapture軟件詳情：實景建模比你想象的更強大！ContextCapture在全生命周期中的應(yīng)用

通過點云數(shù)據(jù)建立的實景模型，可以用于道路測量、電力巡檢、古建筑修繕、城市規(guī)劃、交通管理、消防救護、應(yīng)急安防、防震減災(zāi)等。

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