三維激光掃描技術及其應用探討

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1、三維激光掃描技術及其應用探討　　三維激光掃描技術是對激光測距技等原理進行利用并以此獲得數(shù)據(jù)的一種新型技術，下面是小編搜集整理的一篇探究三維激光掃描技術應用的論文范文，歡迎閱讀查看?！　　菊勘疚氖紫葘θS激光掃描技術的理論、系統(tǒng)組成、工作原理進行分析，對三維激光掃描技術的特點進行總結(jié)，對三維激光掃描流程進行探討，并對三維激光掃描技術的應用進行研究。　　【關鍵詞】三維激光掃描;應用;測量　　引言　　三維激光掃描技術是對激光測距技等原理進行利用并以此獲得數(shù)據(jù)的一種新型技術，廣泛應用于變形監(jiān)測、工程測量

2、、地形測量、斷面和體積測量等領域，具有一些優(yōu)勢，包括無需合作目標、精度較高、密度較高、效率較高以及全數(shù)字特征等。三維激光掃描技術能夠真實描述掃描對象的整體結(jié)構(gòu)，以及形態(tài)特性，能夠迅速準確的生成三維數(shù)據(jù)模型，防止基于點數(shù)據(jù)的分析方法導致的片面性。把三維激光掃描技術和控制策略相互結(jié)合在一起，能夠得到掃描目標的坐標。本文對有關三維激光掃描技術及其應用進行分析和探討，不足之處，敬請指正。　　1三維激光掃描技術　　三維激光掃描技術選用的是非接觸式高速激光測量的方法，對相關物體幾何數(shù)據(jù)及影音資料進行獲取，最后利

3、用后處理軟件對數(shù)據(jù)進行處理和分析，轉(zhuǎn)換成具有坐標系的三維空間坐標及模型，并能夠用多種數(shù)據(jù)格式輸出，滿足空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源，以及三維激光掃描技術的不同應用需求。　　1.1系統(tǒng)組成　　(1)三維激光掃描儀;(2)數(shù)碼相機;(3)后處理軟件;(4)電源以及附屬設備。　　1.2工作原理　　三維激光掃描技術利用設備內(nèi)部的激光脈沖發(fā)射器，向相關目標物體發(fā)射一束激光脈沖，通過反光鏡旋轉(zhuǎn)，發(fā)射出的激光脈沖掃描目標，信號接收器接收反射回來的激光脈沖，對相關數(shù)據(jù)進行記錄，包括每個激光脈沖從發(fā)射到被測物表面，然后返回設備

4、所經(jīng)過的時間，以此獲取目標到掃描中心的距離，除此之外掃描控制模塊對每一個激光脈沖的水平掃描角α和豎向掃描角β進行控制，最后經(jīng)過后處理軟件自動解算，得出目標的相對三維坐標，也就是云點，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，在絕對坐標系中表現(xiàn)為三維空間位置坐標或者模型。　　1.3三維激光掃描技術的特點　　三維激光掃描技術的特點，可以總結(jié)為高精度、高速度、高分辨率、非接觸式以及優(yōu)良的兼容性等優(yōu)勢，甚至稱之為測繪領域繼GPS技術之后的一次具有影響力的技術革命。利用和傳統(tǒng)測量技術進行對比，包括全站儀、近景攝影測量

5、以及航空攝影測量等，具體而言具有以下特點：　　(1)非接觸式　　三維激光掃描技術是一種非接觸式的高速激光測量手段，無需布置反射棱鏡，直接掃描目標體即可，通過對目標體表面云點的三維坐標數(shù)據(jù)進行采集。假如被測目標處于環(huán)境惡劣、人員甚至無法到達現(xiàn)場的情況，常規(guī)測量技術無法勝任此項任務，那么三維激光掃描技術的優(yōu)勢就被凸顯出來?！　?2)數(shù)字化程度較高、可擴展性　　三維激光掃描技術所獲取的數(shù)據(jù)均為數(shù)字信號數(shù)據(jù)，具有較高的數(shù)字程度，處理起來較為簡便，可以便利的用于數(shù)據(jù)的分析、輸出以及顯示，后處理軟件人機友好的用

6、戶界面，可以和其它軟件及時進行數(shù)據(jù)共享，能夠和外接數(shù)碼相機、GPS等設備相互配合使用，從而拓寬了各自的應用范圍，因此三維激光掃描技術具有較好的可擴展性?！　?3)高分辨率　　三維激光掃描技術的分辨率較高，能夠方便快捷的采集高質(zhì)量、高密度的數(shù)據(jù)，這是高分辨率數(shù)據(jù)的基礎?！　?4)廣泛的應用　　三維激光掃描技術的技術優(yōu)勢，使得其在工程建設等領域具有廣泛的應用，還具有較強的環(huán)境適應性。　　1.4三維激光掃描流程　　在對控制網(wǎng)進行布設過程中，要先對現(xiàn)場進行勘察，選擇出合適的測站點，然后開始進行控制測量，選用

7、全站儀法或者GPS設備，由于測站點精度對點云坐標精度存在一定的影響，所以盡可能選用全站儀對控制網(wǎng)進行布設，而且要符合閉合導線的形式，利用GPS進行控制網(wǎng)的布設時，可以選用水準測量法進行準確測量，以確保高程方向精度，具體的三維激光掃描流程圖如圖一所示?！　?三維激光掃描技術的應用分析　　2.1工程應用　　(1)大型土木工程測量　　三維激光掃描技術在大型土木工程測量方面的應用，主要是在道路、橋梁、地下坑道等施工工程現(xiàn)場，對施工之前的地形圖進行掃描，提高準確的數(shù)據(jù)支持，建立施工后目標三維圖形，對施工進行質(zhì)

8、量上的把控，并進行相關數(shù)據(jù)的記錄。比如，在道路工程數(shù)據(jù)測控中，通過三維激光掃描技術，得到點云數(shù)據(jù)，進行處理后，經(jīng)過測量、建模等步驟，在眾多工程案例中，達到道路設計要求?！　?2)復雜工業(yè)設備測量　　三維激光掃描技術可以應用與較為復雜的工業(yè)設備測量中，工業(yè)設備一般管線林立，縱橫交錯，因此對工業(yè)設備進行規(guī)劃、改造過程中，可以對三維激光掃描技術進行利用，生成高精度3D模型，為數(shù)據(jù)測量提供依據(jù)?！　?3)地質(zhì)應用　　三維激光掃描技術也可以在地質(zhì)方面的地質(zhì)調(diào)查、編錄、環(huán)境監(jiān)測、