三维激光扫描在旧建筑物改造中的应用

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三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在历史建筑测绘中的应用摘要:文首先阐述了三维激光扫描技术的测量原理,接着分析了三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的应用,最后对三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的展望进行了探讨。

关键词:三维激光扫描;历史建筑测绘;应用;引言:三维激光扫描技术在接收三维数据方面具有无可比拟的优势,在此基础上进行三维仿真建模,绘制其平立剖现状图纸,实现历史建筑的数字化存档,为历史建筑的保护、修复和改造等工作提供了详实的资料。

在后续工作中,可以将建筑的三维扫掠模型与设计的BIM模型进行比较,以快速识别改建前后的差异,并基于旧建筑的保护修改BIM模型,从而实现最佳改建。

1三维激光扫描技术的测量原理三维激光扫描技术是一项高新技术,相当于一个高速测量的全站仪系统,可以快速、直接、高精度的获取大范围区域的三维信息。

三维激光扫描仪使用三维激光扫描仪的激光去除方法,在目标曲面上捕获三维空间坐标、反射率和纹理信息。

三维激光扫描仪获取体曲面上采样点的空间坐标。

它是包含距离和空间值的点云,最后是空间体几何位置资讯和点云发射密度值。

此数据可以完全准确地表示历史建筑的场地和测量值。

此外,还可以使用适当的软件进行准确的翻译,提高历史建筑设计的准确性和效率,节省人力物力和财力,并避免传统规模的错误和错误。

2三维激光扫描仪在历史建筑测绘中的应用分析2.1外业扫描(1)现场踏勘根据历史建筑物内部和外部的实际情况,确定出合适的仪器架设位置,这将根据历史建筑等的实际情况确定仪器的准确位置,并根据场地条件创建适当数量的场地。

(2)控制点布设地面三维激光扫描仪在扫描时使用设备定义的坐标系,为了在后期将完整的镶嵌结果转化为统一的坐标系,需要在采集点云数据之前,先在野外调查的基础上布设和测量一个高密度、高精度的控制网,然后根据扫描设备的特点和被扫描物体的颜色、材质等属性进行扫描和制图。

满足了建设项目预定验收中测量精度的要求。

网格布局需要多个策略:网格比建筑所需的更精确。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种高精度、高效率、非接触式的测量方法,能够在较短时间内获得大量、精确的空间数据,被广泛应用于建筑测量、现场勘测、文物保护等领域。

本文将主要介绍三维激光扫描技术在建筑物中的应用。

三维激光扫描技术是利用激光束与物体表面的反射来进行测量的。

激光扫描仪通过发射激光束,将激光束照射至待测物体表面,收集反射回来的激光信号并经过处理,最终根据测量原理计算出物体表面上每一个点的三维坐标。

1.建筑物全貌扫描三维激光扫描技术能够快速、精确地获取建筑物的三维点云数据,为建筑物模型的制作提供了依据。

建筑全貌扫描能够准确地记录建筑物的构造、造型与细节,为后续的设计提供详尽的数据依据。

此外,全貌扫描还可以作为建筑物保护与更新的基础,帮助设计师与工程师更好地进行更新、维护与修改工作。

2.室内环境扫描对于大型、复杂的建筑物,如室内重要建筑、大型商业建筑等,三维激光扫描技术可以彻底解决传统测量方法难以测量的复杂建筑结构与细节的问题。

例如,三维激光扫描技术可以精确地测量各种房间的形状、面积、高度、位置、体积、墙角、门窗等数据,这些数据可以为室内设计、环境监测、地形分析等方面提供有效的处理依据。

3.精细化模型制作利用三维激光扫描技术,可以快速高效地生成精细化建筑模型。

这种高精度的建筑模型,可以应用于建筑公司、设计公司、房地产开发商等行业中的建筑设计、建筑规划、场景搭建、VR/AR等领域,提高建筑模型的真实性与可视性。

1.高效性:与传统的测绘方法相比,三维激光扫描技术速度快、效率高,能够在较短时间内完成大型建筑物的测量与数据采集。

三维激光扫描技术能够对建筑物进行高精度地测量,所获得的点云数据相对传统测绘方法的误差更小,能够有效提高建筑物模型的制作精度。

3.广泛适应性:三维激光扫描技术可以应用于各种类型的建筑物测量,可实现对室内外、小型到大型建筑物的精度扫描,具有广泛的应用范围。

4.非接触性:三维激光扫描过程是非接触的,在测量过程中不会对建筑物本身造成任何损坏和危害,是一种安全、可靠的测量技术。

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用李紫璇;巩玉发【摘要】三维激光扫描技术具有高精度、高效率、多元化、多方位等优点,在古建筑前期的信息采集和修缮过程中都有突出的应用价值.文章对盖州市崇教寺大成殿进行调研测绘,探索新兴技术在古建筑保护与修缮方面的应用,指出目前三维激光扫描技术应用中存在的问题,提出将新兴技术与传统修缮方法的优势相结合,以促进古建筑保护修缮技术的更快发展.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】5页(P37-41)【关键词】三维激光扫描技术;古建筑修缮与保护;古建筑测绘【作者】李紫璇;巩玉发【作者单位】辽宁工程技术大学建筑与交通学院;辽宁工程技术大学建筑与交通学院【正文语种】中文0 引言自1930年中国营造学社成立之后,国内以梁思成先生为代表的建筑学家开始对中国现存的古建筑进行测绘和整理。

1982年,我国出台了《中华共和国文物保护法》,随后一大批古建筑保护专家出版了大量历史建筑修缮方面的著作。

总体上,我国古建筑修缮领域一直坚持传统修缮方法的原则。

明朝之前,建筑修缮的方法都掌握在专业匠工手里,匠户子孙不得转户,很多修缮手艺随着朝代的变更和家族的兴衰而失去传承。

明崇祯年间的绵竹灵官楼在“5·12”汶川地震损毁后重建,从始建到即将完工用了8年时间,谁料到,耗费大量人力物力复原的古建筑又损毁于2017年的大火。

建筑修缮技术落后和耗时问题得不到解决,这样的情况仍会再次发生。

正视传统修缮技术的缺失并寻求创新和突破,研究遵守修缮原则并选择符合当前科技发展情况的新技术,是当前古建筑修缮技术创新的课题。

1 传统修缮技术概况传统修缮技术选材严苛、工艺复杂、耗时耗力,且从业人员数量有限,多以师徒间口传心授的方式来获得延续,工匠们大多并不擅长用文字和图纸进行记录。

历史上能够为我们提供完整的建筑修缮方法并流传下来的,只有宋代李诫所著的《营造法式》和清朝的《工程做法则例》,但本质上并不是建筑学专著,而是朝廷颁布的关于建筑的规范和制度,类似于今天政府颁布的建筑规范和建筑法规[1]。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用随着科技的不断进步,三维激光扫描技术在建筑行业的应用越来越广泛。

这种技术可以以快速、精准的方式获取建筑物的三维信息,为建筑设计、施工、维护等环节提供了更好的解决方案。

下面将详细介绍三维激光扫描技术在建筑物中的应用。

一、建筑物测量与建模传统建筑物测量方法主要依靠人工制图、测量仪器等方法,但这些方法效率低、精度差,消耗时间多。

而三维激光扫描技术则能够快速、精准地获取建筑物的三维数据,生成高质量的建筑物模型。

通过这种技术,可以大大提高建筑物的测量效率和准确性,减少建筑图纸设计的时间和成本。

二、建筑物的结构分析三维激光扫描技术可以将建筑物的各个部件进行扫描,提取出建筑结构的几何参数,并根据这些参数进行建筑物结构分析。

这种分析可以检测出结构缺陷,并且可以通过分析结果来确保建筑物的安全性和稳定性。

三、施工潜在冲突解决在建筑施工的过程中,施工中的潜在冲突是不可避免的。

通过三维激光扫描技术,可以将施工现场进行扫描,获取三维数据,并创建可视化的建筑物模型。

这样可以在施工前发现并解决潜在的冲突,避免在施工过程中浪费时间和资源。

四、建筑维护与后期管理建筑物维护和后期管理工作需要时刻保持对建筑物状况的了解。

三维激光扫描技术可以提供精准、全面的建筑物数据,建筑维护人员可以通过这些数据快速定位和解决问题。

此外,通过持续的建筑物扫描,可以实时监控建筑的状态和维护需求。

总之,三维激光扫描技术在建筑行业的应用是不可替代的。

它可以为建筑行业提供高效、准确的服务,改善建筑工程的生产制造和管理流程,并为建筑物的安全性和可持续性发展做出重要贡献。

预计未来,随着三维激光扫描技术的进一步发展和革新,它将在建筑行业中发挥更重要的作用。

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用在当今数字化时代,科技的飞速发展为各个领域带来了前所未有的变革,古建筑保护与研究领域也不例外。

其中,三维激光扫描技术凭借其高精度、非接触式测量等显著优势,逐渐成为古建筑建模的重要手段。

古建筑作为历史文化的珍贵遗产,承载着丰富的历史、艺术和科学价值。

然而,由于岁月的侵蚀、人为的破坏以及自然灾害等因素,许多古建筑面临着损毁和消失的危险。

为了更好地保护和传承这些文化瑰宝,对其进行精确的数字化建模显得尤为重要。

三维激光扫描技术的工作原理是通过向目标物体发射激光束,并接收反射回来的激光信号,从而获取物体表面的点云数据。

这些点云数据包含了物体的三维坐标、颜色和反射强度等信息,可以非常精确地描述物体的形状和特征。

在古建筑建模中,三维激光扫描技术具有诸多显著的优势。

首先,它能够快速、高效地获取大量的点云数据,大大提高了建模的工作效率。

相比传统的测量方法,如全站仪测量等,三维激光扫描技术可以在短时间内完成对大面积古建筑的测量工作。

其次,该技术具有高精度的特点,可以精确到毫米甚至微米级别,能够真实地反映古建筑的细节和微妙的结构变化。

再者,由于是非接触式测量,不会对古建筑造成任何损害,这对于保护脆弱的历史建筑至关重要。

在实际应用中,三维激光扫描技术的操作流程通常包括现场数据采集、数据预处理、模型构建和后期处理等步骤。

在现场数据采集阶段,需要根据古建筑的特点和规模,合理设置扫描站点,确保能够完整地覆盖整个建筑。

同时,要注意选择合适的扫描分辨率和扫描距离,以获取高质量的点云数据。

数据预处理阶段主要包括点云去噪、拼接和精简等操作,以提高数据的质量和可用性。

模型构建阶段则是利用预处理后的点云数据,通过专业的建模软件生成三维模型。

后期处理包括对模型的纹理映射、优化和渲染等,使其更加逼真和生动。

以某古老寺庙的建模为例,技术人员首先在寺庙周围设置了多个扫描站点,对寺庙的主体结构、佛像和装饰细节等进行了全面扫描。

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究发布时间:2022-10-14T00:45:05.054Z 来源:《工程建设标准化》2022年6月11期作者:商小玮[导读] 在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

商小玮上海市测慧信息科技有限公司 200433摘要:在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

在我国应用到激光技术测距已经有几十年的历史,伴随着自控技术的发展,非接触式三维激光扫描设备横空出世,为测距工作提供了便利条件。

越来越多的行业应用到三维激光扫描技术,由于三维激光扫描技术所特有的优势,三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用也越来越广泛,以保护古建筑文物为目的,并且对其保护必须是持续性的,所以在古建筑保护中,因其不接触建筑文物,对文物伤害小的优势,使其在古建文物保护中受到广泛的应用。

关键词:三维激光;扫描技术;古建筑文物;应用研究引言:随着时代的发展进步,三维激光扫描技术也逐渐成熟起来,使得三维激光测量技术越来越多的应用到文物保护工作中。

三维激光扫描技术具有实时性、速度快、实效性更高的特点,因此,它迅速地成为获得空间数据的一种重要技术手段。

我国在二十世纪初,把三维激光扫描技术应用在古建筑测绘中,为古建的档案数字化提供强有力的技术支持,为研究中国的古建筑史和建筑理论提供理论依据,同时也对保护古建筑文物起到重要作用。

1三维激光扫描原理测量时,激光测距仪发射激光并以此为基础;把所测的水平和垂直方向角,距离数值作为依据,并计算出被扫描点的三维坐标。

控制电路板、相机、线结构激光光源、以马达控制的可旋转动仪、相应软件与计算机组成了三维激光扫描测量系统。

把激光光源步进转动,作为步进电机带动线结构的基础,为得到自然物体表面的三维测量数据,激光测距仪发射出激光到自然物体表面,自然物体接收到激光讯号后并反射回去,根据激光传播速度从而进行测距。

2三维激光扫描的特点通过激辐射光放大所得到的光源,就是激光。

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用摘要:三维激光扫描技术具备精度高、效果好以及主动性等优势特征,所以近些年被广泛的应用到了建筑仿真、文物保护、古建筑测绘测量等多个领域。

但是,该技术由于发展和应用时间还比较短,所以在古建筑测绘测量中的应用依旧处于初步阶段,还存在很多难点需要进行解决。

三维激光扫描技术运用于古建筑测绘测量工作中,可以说是一种全新的尝试,能够在古建筑测量作业中,缩减消耗的时间,提升工作效率。

关键词:三维激光;扫描技术;古建筑测绘测量应用三维激光扫描技术的推出,是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破,其直接打破了以往传统测量的方式,直接激光扫描的形式,可对大面积范围进行高分辨率扫描,并以此形成的三维坐标数据。

近年来,三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、古建筑测绘测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。

以往常用的古建筑测绘测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等方式,而采用此类方式所需的工作量普遍较大。

而采用三维激光扫描,则能够实施高密度、高精度以及高速度的测量,减少外业工作时间,提升了测量工作的效率。

1三维激光扫描技术的特点及原理分析三维激光扫描仪类型比较多,通常情况下根据扫描平台的不同,可以将其划分成机载激光扫描系统、便携式激光扫描系统以及地面型激光扫描系统等。

比如,日常测量过程中应用较为广泛的地面型三维激光扫描系统,其实际的工作原理为:三维激光扫描系统由脉冲发射器将脉冲信号发射至表面。

此时物体表面在将脉冲信号漫反射之后,使脉冲信号按照同样的路径返回至信号接收器,从而完成精确计算目标点与扫描仪之间距离的目的。

另外,每一个激光脉冲所产生的横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值都可以由精密时钟编码器进行测量和计算。

三维激光扫描的工作过程主为数据采集、数据预处理、几何模型重建、模型可视化、成果输出等几部分组成。

在这其中数据采集所发挥的作用是为模型的重新构建提供精确的点云数据,从而达到有效降低模型重建复杂程度,促进模型精确度和运算速度的目的;而数据预处理则主要是进行所有点云数据的过滤。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种利用激光器发射激光束,通过扫描仪扫描物体表面,再通过距离测量设备获取激光点的坐标信息,从而生成三维模型的技术。

它具备快速、精确、非接触等优点,在建筑物中有着广泛的应用。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用可以辅助建筑设计。

它可以对建筑物的外观、内部结构等进行全方位、全局范围的扫描,并生成高精度的三维模型。

设计师可以在模型上直观地观察建筑物的各个细节,从而更好地进行设计优化和调整。

三维激光扫描技术还可以帮助设计师获取建筑物的几何形状、结构细节等数据,为后续的设计工作提供可靠的参考。

三维激光扫描技术在建筑施工中也有重要的应用。

在建筑施工过程中,常常会因为各种原因导致建筑物的尺寸、形状等产生偏差。

利用三维激光扫描技术可以对施工进度进行监控和控制,准确地测量和分析施工过程中的变化,及时发现并解决问题。

在施工完成后,也可以利用三维激光扫描技术对建筑物进行全面的质量检查,避免出现建筑错误和质量问题。

三维激光扫描技术还可以应用于建筑物的保护和保养。

通过定期进行激光扫描,可以快速获取建筑物的三维模型和精细的结构信息,及时发现和修复建筑物的损伤和老化问题,保证建筑物的安全和稳定。

透过三维模型的比对,可以进行建筑物的变形分析,提前预警和防止可能的结构破坏。

三维激光扫描技术还可以在建筑物的文物保护和修复中发挥重要作用。

传统的文物保护和修复工作往往需要进行大量的手工测量和记录,耗费时间和精力。

采用三维激光扫描技术可以快速获取文物的三维模型和精确的尺寸数据,为后续的保护和修复工作提供可靠的基础和依据。

通过三维模型的数字化保存,可以减少对文物的损伤和风险。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用具有广泛的应用前景。

它不仅可以辅助建筑设计和施工,提高效率和质量,而且还可以保护和修复建筑物及文物,实现可持续发展和保护文化遗产的目标。

三维激光扫描技术在建筑工程中的意义和应用

三维激光扫描技术在建筑工程中的意义和应用

三维激光扫描技术在建筑工程中的意义和应用三维激光扫描服务-三维激光扫描技术-三维激光扫描技术在建筑工程中的作用和应用。

由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点,因此相对于传统的单点测量,三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。

它的问世,使工程大数据的应用在众多行业成为可能。

如工业测量的逆向工程、对比检测;测量工程中的位移监测、地形测绘;考古项目中的数据存档与修复工程;建筑工程中的竣工验收、改扩建设计等等。

三维激光扫描仪在工程建设中最本质的应用就是现场数据的获取,区别于传统的点测量,它是建筑工程的大数据,任何测量、实测实量、施工节点对比、模型校正、竣工交付,数据留存、质量检查等都是依托于这一大数据,也就衍生出很多的应用。

规划设计阶段:三维激光扫描技术在工程建设规划初期可以完美的提供工程建设现场1:1的真彩色三维点云模型,包括地形地貌,交通线路,周边建筑(及其细节信息,如步行广场的平台、走廊、楼梯的位置、坡道;入口和出口点;紧急通道和通风设施;楼层之间的连接等。

相比较无人机航拍更具细节信息),获取更加全面的基础信息。

为规划设计提供准确依据。

另外,设计的建筑模型可以匹配到扫描的点云数据中,来进一步检查设计与现场周边环境的冲突。

旧改项目中的应用:随着城市的发展,几乎都会面临旧改的问题,由于设计及施工的时间跨度大、旧改时期很难找到完全和现场情况比配的结构图纸资料,这为接下来的房建设计施工等工作带来不利因素。

如果以传统的测绘手段重新测量获取现场数据将是一个几乎不能完成的任务,在这种情况下使用三维激光扫描技术获取现场实际三维点云数据,为设计方提供真实可靠的数据进而很好地解决这个问题。

旧改相关案例分析-泰来三维城墙外立面改造案例:项目需求:对沿街两侧外立面瓦面进行三维数据获取工作,得到的点云需做正射影像图,在正射图像中进行标注工作。

现场工作场景照片现场工作场景照片独立建筑正射展示连续建筑正射展示正射影像标高展示城市更新通过对旧城区的改造升级成为激发城市活力的重要方式,建筑物外立面整饰作为城市更新改造的主要工作,立面测量数据的完整性、时效性和精确性成为城市更新改造效果的关键。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用一、三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是一种利用激光雷达仪器实现对目标物体进行三维测绘的技术。

其基本原理是激光雷达发射出激光束,激光束照射到目标物体上并被反射回来,激光雷达仪器通过接收反射回来的激光束来计算出目标物体的距离和位置信息,从而实现对目标物体的三维测绘。

通过多次扫描,可以获取目标物体的三维点云数据,再通过数据处理和成像技术,可以得到目标物体的三维模型。

二、三维激光扫描技术的优势与传统的测绘技术相比,三维激光扫描技术具有许多优势。

1. 高效性:使用三维激光扫描技术可以快速获取大量的点云数据,减少了测绘时间和人力成本。

2. 精度高:三维激光扫描技术可以实现对目标物体的毫米级甚至亚毫米级的精确测绘,保证了测绘结果的准确性。

3. 多样化:三维激光扫描技术可以应用于各种不同形状和材质的目标物体的测绘,具有较高的适用性。

4. 无接触性:激光扫描技术可以实现对目标物体的无接触测绘,避免了对目标物体的损坏和破坏。

三、三维激光扫描技术在建筑物中的应用1. 建筑物的立面测绘三维激光扫描技术可以用于对建筑物的立面进行测绘。

通过快速扫描建筑物的外墙,可以获取建筑物立面的详细形状和结构信息,为建筑设计和改造提供精确的数据基础。

这对于一些历史建筑的保护和修复工作具有重要意义,还可以用于改造设计和立面维护等方面。

2. 室内空间的测绘三维激光扫描技术可以用于对建筑物的室内空间进行测绘。

通过在室内进行激光扫描,可以获取室内空间的各种结构信息,包括墙壁、天花板、地面、家具等的位置和形状数据。

这对于室内装修设计、房屋平面图的绘制以及室内环境的改造和评估都具有重要意义。

3. 建筑物的结构监测三维激光扫描技术可以用于对建筑物的结构进行监测。

通过多次扫描,可以实时监测建筑物的位移和变形情况,为建筑物结构的健康状况提供重要数据支持。

这对于大型建筑物如桥梁、高架桥等的安全监测以及古建筑等的保护具有重要意义。

三维激光扫描在古建筑保护中的作用123

三维激光扫描在古建筑保护中的作用123

三维激光扫描在古建筑保护中的应用研究1 引言三维激光扫描,作为20世纪90年代中期开始出现的一项高新技术,具有速度快、效益高、实时性强等特点,很好的解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。

因此,它很快成为空间数据获取的一种重要技术手段。

国内21世纪初叶,三维激光开始被应用于古建筑测绘领域,如用于故宫修复测绘、和数码相机相结合对古建筑物进行快速三维重建等,实现古建的数字化存档,为研究中国古建筑史和建筑理论提供重要资料[1],也对发扬古建筑文化具有重要的社会意义[2]。

从研究成果中可以看出,与其它技术手段集成使用,三维激光在古建筑保护中相对于传统测绘手段而言更显示出其独特的、无法取代的优越性。

然而,由于建筑本身的特性以及技术本身的局限性,也使得三维激光用于古建筑测绘存在一定的缺陷,因此我们有必要在前人的基础上,进一步研究三维激光用于古建筑测绘的特点,及其存在的问题,并提出初步的改进方法。

2 三维激光扫描与数据处理2.1三维激光扫描数学原理地面三维激光扫描测量系统是由地面三维激光扫描测量仪、后处理软件、电源以及附属设备构成。

测量时,按激光脉冲所测的空间距离;再根据水平向和垂直向的步进角距值,计算出扫描点的三维坐标。

通过传动装置的扫描运动,根据设定的扫描范围,完成对物体的全方位扫描;然后进行数据整理,再通过一系列处理获取目标表面的点云数据。

图1 三维激光扫描点云坐标测量原理示意图Fig.1 the graph of mapping point-clouds’ coordinates and 3D-laser scanner 同时,彩色CCD 相机拍摄被测物体的彩色照片,记录物体的颜色信息,采用贴图技术将所摄取的物体的颜色信息匹配到各个被测点上,得到物体的彩色三维信息。

三维激光扫描测量仪原理如图1所示。

三维激光扫描技术通过对激光照射目标获取点云,使得传统的外业测量更多的以数字化的方式转移到室内来进行,明显降低了测量工作的难度和工作量。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种非常先进和高精度的表面检测和数据采集方法。

它通过向目标物体或场景发射激光束,并通过接收激光束的反射信号来获得目标物体的三维点云数据。

在建筑物中,三维激光扫描技术有着广泛的应用,我们将从以下几个方面来进行介绍。

三维激光扫描技术在建筑物中可以用来进行建筑物的快速、精确的测量和建模。

传统的测量方法需要人工进行测量,不仅费时费力,而且精度不高。

而三维激光扫描技术可以实现对建筑物的全面扫描,将建筑物的形状、尺寸和结构等信息都转化为精确的三维数据,为建筑设计和改造提供了重要的参考依据。

三维激光扫描技术还可以帮助检测建筑物的变形和裂缝等结构问题,为建筑物的维护和修复提供科学依据。

三维激光扫描技术在建筑物的室内设计和装修方面也有着广泛的应用。

通过对建筑物的室内进行三维扫描,可以快速、准确地获取室内空间的布局、尺寸和结构等信息,为室内设计和装修提供可靠依据。

激光扫描技术还可以将室内空间的三维数据与虚拟设计模型进行匹配,实现真实场景与虚拟模型的精确对应,为室内设计师和装修工程师提供更准确和可视化的设计方案。

三维激光扫描技术在建筑物的安全评估和事故调查等方面也有着重要的应用价值。

通过对建筑物进行三维扫描,可以对建筑物的结构、材料和状况等方面进行全面的评估,帮助识别建筑物中存在的潜在危险和安全隐患,为建筑物的安全设计和改造提供科学依据。

在建筑物事故调查方面,三维激光扫描技术还可以提供详细的事故现场数据和图像,为事故原因的分析和事故责任的判断提供重要参考。

三维激光扫描技术在建筑物中有着广泛的应用领域,包括建筑物的测量和建模、室内设计与装修、安全评估和事故调查等方面。

它的应用不仅可以提高工作效率和精度,还可以改善工作安全性,为工程设计、施工和维护提供科学依据,推动建筑领域的发展。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用
随着建筑业的发展,三维激光扫描技术被越来越广泛地应用于建筑物中。

它可以快速、高效地获取建筑物的三维数据,使得建筑师、工程师和制造商能够更好地进行建筑设计、
施工和维护。

三维激光扫描技术可以广泛应用于建筑物的各个方面,以下是几个主要的应用:
1. 建筑设计方面:三维激光扫描技术可以在设计阶段中获取建筑物的精确数据,包
括建筑物的几何形状、大小和位置。

这些数据可以用于建筑物的CAD建模,帮助建筑师更
好地了解建筑物的现有结构,优化设计,减少错误和浪费时间。

2. 建筑施工方面:三维激光扫描技术可以在建筑物的施工阶段中帮助施工人员更好
地了解建筑物的结构,从而实现更高效的施工。

通过三维激光扫描技术,施工人员可以精
确地了解建筑物的各个方面,包括墙体、地面、梁柱等结构的精准测量,方便施工者制定
更为精准的施工方案,减少资源浪费、避免施工风险。

3. 建筑维护方面:三维激光扫描技术可以帮助建筑维护人员更好地了解建筑物的现状,从而更好地进行维护工作。

通过三维激光扫描技术获取建筑物的精确数据,可以及时
发现建筑物的任何变化,进行维护和修复,保证建筑物的安全和可靠性。

总之,三维激光扫描技术在建筑物中的应用是非常广泛的。

这种技术可以帮助建筑师、工程师、制造商和维护人员更好地实现他们的任务,无论在建筑设计、施工,还是在建筑
维护方面都有重要作用。

三维激光扫描仪对古建筑的变形监测

三维激光扫描仪对古建筑的变形监测

三维激光扫描仪对古建筑的变形监测三维激光扫描技术是一种快速、精确、非接触的三维数据采集技术,已经在古建筑的保护与监测领域得到广泛应用。

古建筑是人类文明的重要遗产,而受时间和自然环境的影响,古建筑的变形是不可避免的。

对古建筑的变形监测尤为重要。

本文将介绍三维激光扫描仪在古建筑变形监测中的应用及意义。

一、三维激光扫描仪技术原理三维激光扫描仪是一种利用激光传感器对目标进行扫描测量,并获取目标表面点云数据的仪器。

该技术利用激光器产生的激光束照射在被测物体表面,通过接收器接收目标表面反射回来的激光束,进而测量目标表面的三维坐标,生成点云数据。

根据激光扫描仪的扫描原理,可以精确测量古建筑的各个部位,包括立面、檐口、柱子等细节,从而实现古建筑的全面立体化测量。

二、三维激光扫描仪在古建筑变形监测中的应用1. 测量精度高:激光扫描仪能够以毫米级甚至亚毫米级的精度获取目标表面的三维坐标,可以实现对古建筑变形的高精度监测。

传统的测量方法,如全站仪或测量测绘仪,难以做到如此高精度的测量。

2. 高效快速:激光扫描仪在测量过程中无需接触测量目标,通过远距离即可实现对古建筑的快速扫描,大大提高了测量效率。

由于激光扫描仪可以实现对整个古建筑的立体化测量,因此可以快速获取大量的三维点云数据,满足古建筑变形监测对数据量大、密度高的需求。

3. 全面覆盖:激光扫描仪可以实现对古建筑各个部位的全面覆盖测量,不仅包括立面和外部结构,还可以测量到内部的细节结构。

对于古建筑的变形监测来说,能够全面获取古建筑的三维形态数据,有助于提高监测的全面性和准确性。

三、三维激光扫描仪在古建筑变形监测中的意义1. 实时监测:利用激光扫描仪可以实现对古建筑变形的实时监测,通过定期扫描测量,可以及时发现古建筑的变形情况。

依托于现代高精度的数值分析技术,可以对古建筑的变形类型和情况进行全面分析。

2. 预警预防:通过对古建筑变形情况的监测分析,可以提前预警潜在的变形风险,及时采取防治措施,有效保护古建筑的安全与完整性。

三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的研究

三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的研究

三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的研究摘要:本文主要研究三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的应用。

引言部分介绍了古建筑保护与修复的重要性和挑战。

然后,对三维激光扫描技术的原理和应用进行了阐述。

接着,从与传统方法的对比和实际案例出发,探讨三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的优势和潜力。

最后,在结束语中强调了三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的重要性,并展望了未来的发展方向。

关键词:三维激光扫描技术;古建筑;保护与修复;应用引言:古建筑是历史文化遗产的重要组成部分,其保护与修复工作具有重要意义。

然而,传统的古建筑保护与修复方法往往存在一些问题,如时间和精力的浪费、数据的不准确等。

随着科技的进步,三维激光扫描技术作为一种高效、精确的测量方法,逐渐被应用于古建筑保护与修复领域。

1三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是一种利用激光束进行非接触式测量的高精度测量技术。

1.1 激光测距原理三维激光扫描技术基于激光测距原理,通过发射激光束并记录激光束发射和返回的时间差来测量目标物体的距离。

其步骤为,发射激光束:激光扫描仪发射一束可见光或红外激光束,该激光束以极高的速度打在目标物体表面上;接收返回信号:当激光束照射到目标物体表面时,部分光线会被物体表面反射回来,激光扫描仪会接收到这些反射光线。

1.2扫描仪的工作原理三维激光扫描技术还需要使用激光扫描仪来实现全面和精确的测量。

激光扫描仪通常由激光发射器、旋转镜、接收器和控制系统等组成。

其工作原理包括,激光发射器:激光扫描仪通过激光发射器发射激光束,并控制激光的强度、方向和频率;旋转镜:激光扫描仪通过控制旋转镜的旋转速度和角度,使激光束扫描整个测量区域;接收器:激光扫描仪的接收器接收目标物体表面反射回来的光线,并将其转化为电信。

2三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的应用2.1数字化建模通过三维激光扫描技术,可以快速、准确地获取古建筑的三维点云数据。

这些数据可以用于生成高精度的数字化建模,包括墙壁、柱子、屋顶等各部分的几何形状和细节。

三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用

三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用

摘要古建筑保护是一项非常重要的工作,通过采用现代的技术手段,可以对古建筑进行有效的保护和修复。

三维激光扫描技术是一种高精度的测量方法,可以对古建筑进行快速、精确的三维数据采集。

本论文结合古建筑保护的需求和三维激光扫描技术的原理,详细介绍了该技术在古建筑保护中的应用,并分析了其优缺点,对未来的研究提出了展望。

关键词:古建筑保护,三维激光扫描技术,测量,数据采集AbstractThe protection of ancient architecture is a very important work, which can be effectively protected and repaired by adopting modern technology. Three-dimensional laser scanning technology is a high- precision measurement method, which can quickly and accurately collect three-dimensional data of ancient buildings. Based on the needs of ancient architecture protection and the principles of three- dimensional laser scanning technology, this paper elaborates on the application of this technology in ancient architecture protection, analyzes its advantages and disadvantages, and proposes prospects for future research.Keywords: Ancient architecture protection, three-dimensional laser scanning technology, measurement, data collection一、引言古建筑是人类文化遗产的重要组成部分,拥有着独特的历史和文化价值。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用随着科技的不断发展,三维激光扫描技术在建筑行业中得到了广泛的应用。

这项技术可以帮助建筑师、工程师和设计师更好地了解建筑物的结构和形状,帮助他们更好地实现设计目标,并提高工作效率。

本文将重点探讨三维激光扫描技术在建筑物中的应用,并介绍其优势和未来发展前景。

1. 三维建模三维激光扫描技术可以将建筑物的表面、结构、轮廓等信息进行高精度的扫描和测量,并生成相应的三维模型。

这些模型可以帮助设计人员更好地了解建筑物的形状和结构,为后续的设计工作提供重要的参考依据。

通过三维建模,设计人员可以更加直观地了解建筑物的真实情况,帮助他们更好地进行设计和规划。

2. 建筑物维护与管理三维激光扫描技术可以帮助建筑物的管理者更好地了解建筑物的状况,包括损坏情况、结构稳定性等。

通过对建筑物进行定期的三维扫描,可以及时发现潜在的安全隐患,并采取相应的维护和修复措施。

三维扫描还可以帮助管理者更好地进行建筑物的管理,包括空间利用、设备布局等方面。

3. 建筑改造与重建二、三维激光扫描技术的优势1. 高精度2. 高效性三维激光扫描技术可以快速准确地获取建筑物的现状信息,避免了传统测量方法中存在的误差和时间浪费。

通过三维扫描,设计人员可以更好地了解建筑物的情况,提高工作效率,缩短设计周期。

3. 全方位性随着科技的不断发展,三维激光扫描技术在建筑行业中的应用将会越来越广泛。

未来,随着三维激光扫描技术的不断完善和发展,它将会在以下几个方面有所突破:1. 多传感器融合未来,三维激光扫描技术将会与其他传感器技术进行融合,实现对建筑物信息的全方位获取。

通过多传感器融合,可以更加全面地了解建筑物的情况,为后续的设计和规划工作提供更加全面的信息。

2. 智能化应用未来,随着人工智能技术的不断发展,三维激光扫描技术将会实现更加智能化的应用。

通过人工智能技术,可以更好地处理和分析扫描数据,实现对建筑物信息的智能化处理和应用。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用三维激光扫描技术是一种通过使用激光扫描仪器来获取建筑物外部和内部几何形状和空间关系的方法。

它可以高精度地获取建筑物的形状和结构信息,并生成精确的三维模型。

这种技术已经在建筑行业中得到广泛应用,并在以下几个方面发挥了重要作用。

三维激光扫描技术在建筑物设计阶段可以帮助建筑师和设计师获取建筑物的现实几何形状和结构信息。

传统的测量方法往往需要人工测量,费时费力且精度不高。

而激光扫描技术可以在较短的时间内快速获取建筑物的尺寸、形状和结构信息,并生成准确的三维模型。

这对于建筑师和设计师来说,可以节省大量的设计和测量时间,并且可以更准确地理解和呈现建筑物的形状和结构。

在建筑施工过程中,三维激光扫描技术可以用于监测和控制建筑物的施工质量。

通过定期进行激光扫描,可以及时发现和修复建筑物的结构问题,避免施工质量不合格和安全隐患。

激光扫描技术还可以用于检测建筑物的变形和裂缝,帮助监测建筑物的稳定性和安全性。

三维激光扫描技术在建筑物维护和修复过程中也发挥着重要作用。

通过扫描建筑物的外部和内部结构,可以发现建筑物的结构问题和缺陷,并及时进行维护和修复。

在修复过程中,可以使用激光扫描技术对修复效果进行评估和监测,确保修复工程的质量和可持续性。

三维激光扫描技术还可以用于建筑物的文物保护和考古研究。

通过使用激光扫描技术,可以非常精确地获取建筑物的历史和文化遗产的形状和结构信息。

这对于文物保护和考古研究非常重要,可以帮助研究人员更好地了解建筑物的历史和文化背景,同时还可以用于文物保护和修复工作。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用非常广泛。

它可以帮助设计师快速获取建筑物的几何形状和结构信息,监测和控制建筑物的施工质量,维护和修复建筑物,以及在文物保护和考古研究中发挥重要作用。

这种技术的发展和应用将对建筑行业的改进和发展产生积极的影响。

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用

三维激光扫描技术在建筑物中的应用随着科技的不断发展,三维激光扫描技术在建筑行业中的应用越来越广泛。

这项技术利用激光扫描仪和计算机软件来实现对建筑物的三维数据采集和建模,为建筑设计、施工和维护提供了精准的数据支持。

本文将从三维激光扫描技术的原理、优势和应用案例等方面进行介绍。

一、三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是一种通过激光扫描仪对目标物体进行精确扫描,获取其三维形状和空间位置信息的技术。

其原理是利用激光发射器向目标物体发射激光束,然后通过接收器接收反射回来的激光,并利用计算机软件对接收到的数据进行处理,最终生成目标物体的三维模型。

在进行激光扫描时,激光束通过不断的扫描和测量,可以获得目标物体表面每个点的精确坐标,进而实现对目标物体的全方位、高分辨率的三维数据获取。

这种高精度的数据采集能够为建筑设计和施工提供重要的参考依据,也为建筑物的后续维护和管理提供了可靠的数据支持。

相比传统的测量和建模方法,三维激光扫描技术具有以下几个显著的优势:1. 高精度:激光扫描技术可以实现对建筑物的高精度三维数据采集,能够精确还原建筑物的真实形态和结构。

2. 高效性:激光扫描技术可以在较短的时间内完成对建筑物的全方位扫描,大大提高了测量和建模的效率。

3. 安全性:激光扫描技术可以实现对建筑物进行非接触式扫描,避免了传统测量中的一些安全隐患。

4. 可视化:激光扫描技术采集的三维数据可以直接转化为可视化的模型,便于工程师和设计师进行数据分析和应用。

5. 多功能性:激光扫描技术不仅可以对建筑物的外部进行扫描,还可以对其内部结构进行精确的测量和建模。

综合上述优势,可以看出三维激光扫描技术在建筑领域具有独特的优势,为建筑设计、施工和维护提供了全新的技术手段和支持。

1. 建筑设计在建筑设计过程中,三维激光扫描技术可以用于对原有建筑进行精确的数据采集和建模。

通过激光扫描,设计师可以获得建筑物外部和内部的精确尺寸、形状和空间结构,为设计方案的制定和优化提供重要的依据。

三维激光扫描技术在历史建筑物中的应用

三维激光扫描技术在历史建筑物中的应用

三维激光扫描技术在历史建筑物中的应用摘要:近些年,国家对历史建筑的研究及保护工作越发重视。

在针对历史建筑进行测绘时,多采用三维激光扫描技术进行测绘。

以清代时期某饭馆建筑为例,测绘时利用先进的激光扫描器对饭馆进行点云数据采集,之后运用内业软件对点云数据进行拼接处理,完成建筑图件的绘制,完成历史建筑物的测绘工作,经精度检验,该方法满足了有关技术的需求,具有可行性,克服了传统手工测量效率慢、精度低、适用范围小等问题。

基于此,本文以三维激光扫描技术为准入点,阐述其在历史建筑物测绘中的应用,为此类似项目提供借鉴。

关键词:历史建筑测绘;三维激光扫描技术;点云引言:古代建筑是古代先民智慧和技艺的结晶,具有科学、艺术、社会、经济等价值。

但是,在城市化的发展过程中,许多古建筑面临着被拆除和破坏的问题,迫切需要得到保护和修复。

近几年,激光三维扫描技术在国内的发展迅速,特别是与历史建筑的测量结合,现已形成了一种热点。

通过这种方式利用非接触式的激光测量,可以迅速、方便地获得地形特征与复杂目标的点云,并利用相应的后处理软件形成了三维与立体建模,从而得到了更精确的建筑尺寸,为历史建筑物恢复及保护提供了基本资料。

与传统的人工测量比较,该测量方法具有效率快、精度高等优点,而且可以很好的解决一些实际情况下人工测量测量困难的问题。

所输出的三维激光点云能有效地实现数据的转化,并能快速、精确地绘出各类历史建筑物的平面、立、剖、大样等图件,以减轻作业人员的工作强度与难度,并建立了详细的电子测量文档。

一、三维激光扫描技术利用三维激光扫描技术,可以实现高密度、高精度的点云数据的采集,而点云的数据则可以实现三维目标曲面重建。

所获得的信息也从点的位置信息向目标物体的纹理、色彩等方面进行了拓展。

目前,根据测量距离的不同,将三维激光扫描器划分为脉冲型和相位型。

脉冲测量具有测量距离长、扫描速度快、数据收集与处理简单等优点,适合于大范围的激光数据采集;相位型具有测距短、扫描点密集、高精度等优点,适合于对局部或单个物体进行精确描述。

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三位激光扫描在旧建筑物改造中的应用令狐采学摘要:本文提出将三位激光扫描技术应用于旧建筑物改造过程中;三位激光扫描技术能够快速、高效、高精度的获取测量目标的表面三维数据,进而快速、高效的获取旧建筑物的高精度平面、立面、剖面图,为旧建筑物改造设计、工程量计算、造价等提供基础。

结合工程实例,分析总结三维激光扫描在旧建筑物改造中应用的一般流程和点云数据处理方法。

关键词:三维激光扫描;旧建筑物改造;点云;1引言随着时间的推移,许多旧办公楼出现了不同程度的饰面老化,设施落后、屋面漏水等问题。

同时随着信息产业的发展,智能化水平的不断提高,办公方式也发生了翻天覆地的变化,老旧办公建筑的空间布局与现代办公的需要显得格格不入,以至于不能很好的满足现代办公的需求所以一些职能部门办公楼的硬件设施亟需重新建设。

在这种情况下,大部分地区对这些办公楼采取的措施就是简单的拆除重建,不仅造成了环境污染,同时也造成了巨大的资源浪费。

随着人们生对环境污染认识的提高和资源危机意识的增强,社会上对旧建筑再利用的呼声也日益高涨,有计划的对旧建筑进行适应性改造及再利用是大势所趋,而平面图,立面图和剖面图是旧建筑改造的根本。

平、立、剖面图可以为建筑物改造重新设计,制定改造方案,改造工程量初步计算等提供依据。

传统的绘制建筑物平立剖面图的方法有如下几种:一是用皮尺量取建筑物长度,层高等建筑结构相对几何关系进行绘制,这种方法投入的仪器设备少,不受场地影响,但所获得的测量数据少,人工费用高,精度低,效率低。

二采用全站仪获取建筑物三维坐标,配合野外绘制的草图并使用相机拍摄图片然后进行绘制。

这种方法投入设备多,人员多,工作量大且在人流量、车流量大的地区不易测量,存在一定的人员安全风险。

地面三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度的立体扫描技术。

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,它突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势。

三维激光扫描能够提供扫描物体表面的三维点云数据,实现实体真实、完整和精确的三维复制,为快速获取建筑物平面图、立面图和剖面图数据提供了一种全新的技术手段。

2 三维激光扫描仪工作原理三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪,配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。

激光测距仪主动发射激光,同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距,针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距,再配合扫描的水平和垂直方向角,可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。

如果测站的空间坐标是已知的,那么则可以求得每一个扫描点的三维坐标。

以Riegl VZ-400三维激光扫描仪为例,该扫描仪是以反射镜进行垂直方向扫描,水平方向则以伺服马达转动仪器来完成水平360度扫描,从而获取三维点云数据。

地面型三维激光扫描系统工作原理:三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,经物体表面漫反射后,沿几乎相同的路径反向传回到接收器,可以计算目标点P 与扫描仪距离S ,控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。

三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。

X 轴在横向扫描面内,Y 轴在横向扫描面内与X 轴垂直,Z 轴与横向扫描面垂直。

获得P 的坐标。

图1 扫描点坐标计算原理图 图2 地面激光扫描仪测量的基本原理cos sin P Y S βα=(1)3 外业扫描三维激光扫描应用于旧建筑物改造过程中的作业流程,如图3所示。

图3三维激光扫描作业流程3.1外业踏勘为了对实际工程进一步的了解,更为了制定有效可行的技术实施方案,必须对实地建筑及周边环境进行踏勘巡视,根据建筑物的高度、扫描仪的仰角及扫描仪的扫描距离和遮挡情况确定扫描位置。

由于建筑物内部结构复杂,对建筑物内部踏勘也是非常重要的。

在踏勘过程中,应了解实地建筑具体构型,查看建筑物周边环境形态,根据目标建筑物的实际情况及项目的要求。

初步制定三维激光扫描路线,合理拟定布设扫描站点。

3.2 点云数据采集建筑物平面、立面、剖面图不要求绝对坐标,所以不需要与控制网进行联测。

但对建筑物结构的相对距离要求较高。

在具体从某一方向对目标进行扫描时,测站布设要保证两两测站之间至少有15%~30%的重叠,便于后续内业点云匹配,建筑物外立面扫描时测站间距最好保持在50m~100m,每测站距建筑物距离不应太大,控制在100m左右,保证精度;注意扫描作业时,应确保所选择的测站能完全覆盖测区范围测站需要且将建筑物包围。

建筑物内部扫描时,由于建筑物内部结构复杂且内部结构相似需采用标靶球,摆设标靶球时注意在各相邻测站重合的位置布设3个以上形成不规则图形的标靶球,便于后期点云配准。

由于常规的建筑在结构上具有对称性,门窗结构的尺寸的统一性,而照片可以确定建筑的总体样式,门窗之间的拓扑关系细节照片能够显示建筑附属物相关信息,因此为了后期绘图方便,在对建筑物扫描的同时也用高清数码相机对建筑物进行拍照。

4 数据处理及成果图绘制4.1点云配准在对建筑物内部进行扫描时,由于建筑物内部结构复杂,一站扫描不可能获取一层建筑物的全部信息,而不同扫描站获得的点云分别存在于各自的测站坐标系,因此需要将各个测站的测站坐标配准到统一的坐标系中。

同样对建筑物外立面扫描时以一站扫描也无法获取目标建筑物的全貌,也需要将各个测站的局部坐标配准到统一的坐标系中。

点云配准一般分粗配准和精配准。

首先是粗配准,粗配准是基于两站建筑物几何特征(或标靶球)的配准,选取两站的至少三对同名点,以匹配点对的几何特征为依据,计算刚体变换矩阵,进而完成粗配准。

粗配准只是将多个局部坐标系的点云大致地对齐到同一个坐标系中,精度不高。

粗配准结束,采用ICP最近点迭代算法精确配准,提高配准精度。

4.2成果图绘制(1)平面图绘制用三维量测方法绘制平面图。

该方法是作业人员在三维点云数据处理软件中以立体观测模式选取点、面,然后进行立体模式特征点提取并进行测量,在量测中,同一采集尺寸测量3次,每次测量的误差小于0.4cm,取3次平均值作为量测数据。

三维量测作业模式如图4所示。

根据测量结果在天正软件中进行绘图。

首先绘制墙体,勾画出建筑平面尺寸,平面尺寸需与外立面的尺寸统一,然后根据门窗在外立面图上的位置,绘制不同层平面图,并根据建筑的实际情况,绘制墙体轴线并标注。

图4三维量测作业模式(2)立面图绘制用制作切片投影描图方法绘制外立面图。

该方法首先对点云数据分割和抽稀制作切片,然后进行投影,以DXF格式导出,并导入到AutoCAD中进行描图。

点云切割是把完整的点云分割成若干个相互独立的点云块,可对单个块进行编辑和操作,其它块不会参与运算,这样可以提高计算机的运行效率。

由于点与点之间有空隙,在正视图和后视图中,前后的点云会重叠在一起,造成视觉混乱;在左视图和右视图中,也会出现类似的情况。

为了消除前后点云对视觉的影响,可以采用切片的方法解决。

在不影响绘图精度的情况下,对制作好的切片进行抽稀,以减少点云数据量,然后在抽稀后的切片上选择不在一条直线上的三个点进行平面拟合,拟合出来的平面就是投影面。

然后将切片数据以.pts格式导出并导入到laserscan(广州市城市规划勘测设计研究院研发的软件)软件中进行投影,以DXF格式导出。

然后导入到AutoCAD中进行描图。

制作好的切片如图5所示。

立面图绘制也可以采用三维量测模式进行绘图。

图5制作好的切片(3)剖面图绘制天正或斯维尔软件可以根据绘制好的平面图直接生成剖面图。

首先将绘制好的各平面图保存为各自的文件到一个文件夹内(平面图的对象必须要使用天正工具绘制的,比如墙体要用天正墙体工具画,用线条画不能生成立面和剖面的);点击侧栏天正工具条的文件布图工程管理,点下拉箭头新建工程,在下面的楼层表里根据所绘制的平面图建立楼层表,取名存盘;点击侧栏天正工具条的剖面建筑剖面,建立剖面线和选择剖面线。

然后按提示操作即可生成剖面图。

剖面图绘制也可以采用三维量测模式进行绘制。

5 工程案例现以广州市海珠区某办公建筑群为例,该建筑群有五栋十层的办公楼,办公楼里的小隔间大部分已经拆除。

在项目中,采用Riegl VZ-400和Focus3D X 330三维激光扫描仪,高清数码相机进行外业点云数据采集。

同时采用相应配套点云处理软件RiSCAN PRO和SCENE进行三维量测和切片制作。

然后采用AutoCAD和天正软件进行绘图。

5.1 外业扫描由于本次测绘项目的建筑物外立面和建筑物平面图不要求有连续性,所以不需要布设控制网。

本次扫描投入两台三维激光扫描仪分别是RiegL VZ-400、Focus3D X 330三维激光扫描仪,为提高工作效率加快野外作业分两组进行扫描作业。

由于被扫描建筑物周围环境复杂,布设的测站要包围建筑物保证扫描到建筑物的各个立面,RiegL VZ-400扫描仪测量距离远、扫描速度快,因此用RiegL VZ-400扫描仪对建筑物外立面进行扫描,用Focus3D X 330三维激光扫描仪扫描建筑物内部。

由于建筑物内部结构复杂,一个测站不可能扫描完一个楼层,建筑物内部相似性高,所以对建筑物内部扫描作业时要摆设标靶球,需要在各相邻测站重合的位置布设3个以上形成不规则图形的标靶,以供点云拼接需要。

建筑物内部扫描时,结构相同的楼层只对一个楼层进行扫描,不同结构的楼层要逐层进行扫描。

扫描作业时要画作业草图记录测站的相对位置,以供点云拼接需要。

5.2 绘制成果图用上述绘图方法分别绘制平面、立面、剖面图。

成果图如下图所示。

本项目从签订合同到项目介绍共10天,外业一天半。

内业一周成图,成图检查半天,修补测一天。

内业成图外立面20幅,平面图20幅,剖面图10幅,其中内业成图只有三个人,一个人是第一次接触点云成图。

三维激光扫描技术极大地提高了作业的效率。

图6平面图图7立面图图8剖面图6结束语由于土地和经济等多方面原因今后,我国至少大城市的旧建筑物改造的份额将逐渐增多。

本文提出将三维激光扫描技术应用于旧建筑改造过程总,解决了传统测量技术获取旧建筑数据效率低,数据精度不够高且无法准确体现旧建筑立面现状的问题。

三维激光扫描技术极大的提高了外业数据采集的效率,减小了测绘工作者外业的工作强度并确保了数据质量。

如何提高三维激光扫描内业成图效率,减少人工辅助测量及如何实现自动化成图是以后的重点研究方向。

参考文献[1] 王峰, 林鸿, 李长辉. 地面三维激光扫描技术在城市测绘中的应用[J]. 测绘通报, 2012 (05): 47-49.[2]张庚涛. 地面三维激光扫描技术在建筑立面图制作中的应用[J]. 测绘技术装备, 2013 (04): 82-84.[3]李德江, 董明清, 孙凤弢. 三维激光扫描仪在城市外立面采集成图中的应用[J]. 测绘与空间地理信息, 2014, 37(09): 29-31. [4]蒋江生, 杨元兴. 三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用[J]. 地矿测绘, 2014 (03): 38-40.。

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