1、技術(shù)原理

三維激光掃描技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)越來(lái)越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它利用激光測(cè)距的原理，通過(guò)記錄被測(cè)物體表面大量的密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線(xiàn)、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(duì)象的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此相對(duì)于傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)也被稱(chēng)為從單點(diǎn)測(cè)量進(jìn)化到面測(cè)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(jī)載、車(chē)載、地面和手持型幾類(lèi)。

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(diǎn)云。一般來(lái)說(shuō)，這些點(diǎn)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(wú)需人工干預(yù)，三維激光掃描儀自動(dòng)發(fā)射的激光，即可測(cè)得目標(biāo)物表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，快速簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)一鍵自動(dòng)掃描。

2.三維激光掃描儀以水平和豎直方向同時(shí)全方位快速的獲取高精度，高分辨率的海量的點(diǎn)位數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)所有肉眼能見(jiàn)的物體（玻璃、水、鏡面反射物體除外）都可以?huà)呙璧玫健?/p>

對(duì)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(huì)更精確。

*.現(xiàn)在三維激光掃描儀最大速度已經(jīng)達(dá)到100萬(wàn)點(diǎn)每秒，這是三維激光掃描儀對(duì)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(wú)法測(cè)量已經(jīng)成為過(guò)去式。

4.三維激光掃描儀每次測(cè)量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X,Y,Z點(diǎn)的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時(shí)還有物體反射率的信息，為快速?gòu)?fù)建出1:1吉印通色三維點(diǎn)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(wú)需接觸被測(cè)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(xiǎn)場(chǎng)景（高空，電廠，輻射）的測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)，為測(cè)量提供安全。

6.三維激光掃描儀是通過(guò)直接獲取數(shù)字信號(hào)采集數(shù)據(jù)的，所以具有全數(shù)字特征，方便進(jìn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)，即可用于建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的場(chǎng)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(jì)算、檢測(cè)地質(zhì)災(zāi)害等。

1.數(shù)字高程模型（DEM）

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

同時(shí)，通過(guò)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)化預(yù)處理，再利用人工編輯進(jìn)行地面濾波，濾除其中的非地面點(diǎn)，剩余的地面點(diǎn)通過(guò)構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）等模型進(jìn)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(xiàn)數(shù)據(jù)。

利用點(diǎn)云生成的DEM模型，可以用來(lái)進(jìn)行土方計(jì)算、檢測(cè)地質(zhì)災(zāi)害等。

1）土方計(jì)算

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

2）監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害

通過(guò)地形三維模型的建立，大面積監(jiān)測(cè)地形的變化，將在不同時(shí)間點(diǎn)掃描的點(diǎn)云進(jìn)行比較，以作出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供依據(jù)。

2.點(diǎn)云三維模型

點(diǎn)云建模需要利用三維實(shí)景建模軟件ContextCapture，ContextCapture可以更好地評(píng)估點(diǎn)云并生成更精確的工程模型。

ContextCapture可以對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行增強(qiáng)、分割、分類(lèi)，并與工程模型相結(jié)合。利用ContextCapture的高級(jí)三維建模、橫截面切割、斷裂線(xiàn)和地形提取功能，能快速高效地對(duì)竣工條件進(jìn)行建模并支持設(shè)計(jì)流程。

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

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