三維激光掃描技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例

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1、維激光掃描技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例三吳旭祥隨著科技不斷發(fā)展,測繪技術(shù)不斷更新，地形測量的方法由傳統(tǒng)的平板白紙測圖、經(jīng)緯儀測圖等，發(fā)展到現(xiàn)在的全站儀、GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)、數(shù)字?jǐn)z影測量等，近幾年，地形測量一體化技術(shù)飛速發(fā)展，測量領(lǐng)域的高精度儀器越來越多。三維激光掃描儀就是其中的一種，它的發(fā)展更推動(dòng)了地形測量向高科技立體圖形的發(fā)展。傳統(tǒng)地形測量平板白紙測圖經(jīng)緯儀測圖現(xiàn)今地形測量全站儀測圖GPS-RTK測圖數(shù)字?jǐn)z影測量地形測量一體化·三維激光掃描數(shù)字測圖技術(shù)的發(fā)展三維激光掃描技術(shù)的概念三維激光掃描儀（3Dlaserscanner）通過發(fā)射激光來掃描獲取被測物體表面三維坐標(biāo)和反射光強(qiáng)度的儀器

2、。三維激光掃描技術(shù)(3DLaserScanningTechnology)三維激光掃描技術(shù)，是通過三維激光掃描儀獲取目標(biāo)物體的表面三維數(shù)據(jù)；對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、分析；進(jìn)而利用處理后的數(shù)據(jù)從事后續(xù)工作的綜合技術(shù)。三維激光掃描技術(shù)又稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，它不同于單純的測繪技術(shù)，主要面向高精度逆向工程的三維建模與重構(gòu)。采用非接觸目標(biāo)的方法，無需反射棱鏡，對掃面目標(biāo)物體不需進(jìn)行任何表面處理，直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)完全真實(shí)可靠。非接觸測量采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測量的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù),脈沖式激光掃描方法的采樣點(diǎn)數(shù)可達(dá)到數(shù)千點(diǎn)/秒,而相位式的激光測量更可高達(dá)數(shù)十萬點(diǎn)/秒。數(shù)據(jù)采

3、樣率高三維激光掃描技術(shù)可以不受掃描環(huán)境的影響主動(dòng)發(fā)射激光,通過自身發(fā)射的激光的回波信息來解得目標(biāo)物表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。主動(dòng)發(fā)射掃描光源三維激光掃描可以快速的獲取高精度,高分辨率的海量的點(diǎn)位數(shù)據(jù),就可以高效率的獲取目標(biāo)物表面點(diǎn)的三維坐標(biāo),從而達(dá)到高分辨率的目的。高分辨率、高精度通過直接獲取數(shù)字信號采集數(shù)據(jù)的,所以具有全數(shù)字特征,方便進(jìn)行后期處理和輸出,且它的后期處理軟件與其他軟件有很好的共享性。數(shù)字化兼容性好多學(xué)科融合涉及現(xiàn)代電子、光學(xué)、機(jī)械、控制工程、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程等技術(shù)，是多種先進(jìn)技術(shù)的集成。三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)傳統(tǒng)工程測量中，對三維數(shù)據(jù)的獲取主

4、要有：RTK定位皮尺量測全站儀特征點(diǎn)采集基于光學(xué)攝影測量原理的近景攝影測量、航空攝影測量等;采用三維激光掃描技術(shù)的方法：無需設(shè)置反射棱鏡進(jìn)行無接觸測量，在人員難以企及的危險(xiǎn)地段使用優(yōu)勢明顯;突破單點(diǎn)測量方式，以高密度、高分辨率獲取掃描物體的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對目標(biāo)描述細(xì)致、采樣速率高，傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)；三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測量技術(shù)的區(qū)別B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F

5、23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23三維激光掃描儀可以獲取高密度的觀測目標(biāo)的表面海量數(shù)據(jù)，采樣速率高，對目標(biāo)的描述細(xì)致。三維激光掃描技術(shù)與傳

6、統(tǒng)測量技術(shù)的區(qū)別三維激光掃描儀按掃描平臺機(jī)載激光掃描系統(tǒng)地面型激光掃描系統(tǒng)便攜式激光掃描系統(tǒng)有效掃描距離短距離激光掃描儀中距離激光掃描儀長距離激光掃描儀航空激光掃描儀其最長掃描距離不超過3m，適合用于小型模具的量測，不僅掃描速度快且精度較高最長掃描距離小于30m，多用于大型模具或室內(nèi)空間的測量掃描距離大于30m，主要應(yīng)用于建筑物、礦山、大壩、大型土木工程等的測量掃描距離大于1km，并且需要配備精確的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可用于大范圍地形的掃描測量三維激光掃描儀的分類1.生產(chǎn)廠家較少，三維激光掃描儀市場近乎壟斷；2.新技術(shù)的前期應(yīng)用伴隨著高投入；3.三維激光掃描儀的使用單位較少；三維激光掃描

7、儀作為測繪界的最新技術(shù)和儀器，在國內(nèi)的應(yīng)用還處于起步階段，有以下幾個(gè)方面的問題和發(fā)展趨勢：越來越多的國內(nèi)外測繪儀器廠家開始涉足三維激光掃描儀的研發(fā)生產(chǎn)工作，越來越多的生產(chǎn)施工單位開始熟悉并使用三維激光掃描儀，儀器的價(jià)格會隨之下降。儀器價(jià)格較昂貴難以滿足普通用戶的需求精度檢測沒有形成完整體系硬件得到進(jìn)一步改進(jìn)，激光掃描儀有更高的測量精度，應(yīng)用精度會不斷提高，各系統(tǒng)之間的融合性會逐步加強(qiáng)。工程應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還未出臺；數(shù)據(jù)精度處理算法應(yīng)用滯后；各品牌儀器的數(shù)據(jù)兼容性差；