地面三维激光扫描测量技术及其应用分析

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地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用随着科技的不断发展,地面三维激光扫描技术在工程测量领域中的应用也越来越广泛。

这项技术利用激光扫描仪将地面进行高速、高精度的扫描,获取大量点云数据,并通过数据处理和分析得到真实的地面信息。

地面三维激光扫描技术不仅具有高精度、高效率、无接触测量等优点,还能够大大提高工程测量的准确性和效率。

本文将详细介绍地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用,以及其在工程测量领域中的优势和发展前景。

一、地面三维激光扫描技术原理及特点地面三维激光扫描技术利用激光扫描仪发射激光束,然后接收地面反射回来的激光信号,通过测量被测物体上每一个点的坐标,最终形成三维点云数据。

激光扫描仪的测量精度一般可达到毫米级,扫描速度快,可以在较短的时间内完成对大面积地面的扫描、测量。

地面三维激光扫描技术无需接触被测物体,能够在复杂环境下进行测量,并且可以获取到真实表面的细节信息,能够满足对地面形貌、建筑结构、工程设施等不同对象的精确测量需求。

二、地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用1. 地形测量与地质勘探地面三维激光扫描技术在地形测量和地质勘探领域应用广泛。

利用激光扫描仪对地面进行扫描,可以获取到地表的真实三维模型,包括地形的高程、地貌的坡度和曲率等信息。

这对于土木工程建设、地质灾害防治等方面具有重要意义。

在道路规划设计中,利用地面三维激光扫描技术可以对路线的地形进行精确测量,为道路的设计和施工提供重要数据支持。

2. 建筑测量与文物保护地面三维激光扫描技术在建筑测量和文物保护领域也有广泛的应用。

通过激光扫描仪对建筑物进行扫描,可以获取建筑物真实的三维模型,包括建筑物的立面、结构和细部构件等信息。

这对于建筑物的保护修缮、文物的数字化保护等有重要意义。

地面三维激光扫描技术也可以用于建筑物的变形监测和结构健康评估,提高建筑物的安全性和可靠性。

工程测量中地面三维激光扫描技术的应用

工程测量中地面三维激光扫描技术的应用

工程测量中地面三维激光扫描技术的应用摘要:本文首先分析了地面三维激光扫描技术相关概述,接着分析了使用三维激光技术对数据进行采集以及相应处理,最后对地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用进行了探讨。

希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词:工程测量;地面三维激光扫描技术;应用引言:传统测量方式非但不可以提高测量工作效率,还会降低测量精确度。

究其原因,主要是因为传统测量方式主要以人工测量为主。

在测量过程中容易受到人为操作因素以及周边环境因素的干扰影响而出现测量数据误差的问题。

近些年来,随着我国科技水平的不断提高,传统以人为为主的工程测量方式已经逐渐被新兴技术内容取代,尤其是地面三维激光扫描技术。

结合当前技术应用实践情况来看,现场工作人员通过科学利用地面三维激光扫描技术,不仅可以全方位提高工程测量速度,同时还可以全方位加强工程测量精确度,利于推动我国工程测量领域的可持续发展。

1地面三维激光扫描技术相关概述1.1地面三维激光扫描技术原理地面三维激光扫描技术的基本原理是激光测距,扫描仪在工作过程中可向工程测量环境发射相位激光和脉冲激光,通过将两种激光对周围环境的反射进行精确测量,从而达到精确测量工程环境数据的目的,特别是在复杂、不规则环境中的作用更为突出。

当实际应用测量技术时,扫描仪要进行多次测量,从而保证工程测量数据的准确性和有效性。

这种方法通过对反射光进行灰度处理,根据不同的灰度级来识别数据的特定变化。

一般来说,该技术在测量过程中将扫描仪的朝向为Y轴,垂直于Z轴,内部则为远点,以便能够精确测量工程测量环境的三维坐标。

1.2地面三维激光扫描技术分类激光扫描技术在地面上的应用主要有两种,一种是固定扫描,另一种是移动扫描。

固定扫描技术是指通过扫描仪内部内置数字和控制系统等手段来测量工程测量环境数据的技术。

相对于传统的测量技术,它不仅具有高精度、高速度的特点和优势,而且在低操作环境下也能进行精确测量,技术上数据统一,这是由于它采集的是大量的点云数据,因而具有很大的优势。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用【摘要】地面三维激光扫描技术是一种先进的工程测量方法,其原理和技术特点使其在工程测量领域具有广泛的应用前景。

数据采集与处理的过程中,地面三维激光扫描技术能够快速且精准地获取大量数据,并实现三维模型的生成。

应用案例显示,该技术在城市规划、建筑监测和文物保护等领域展示了强大的实用性和效果。

在精度与效率比较方面,地面三维激光扫描技术较传统测量方法更具优势。

该技术仍存在局限性,如受天气和环境因素的影响。

未来,随着技术的不断进步,地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景将变得更加广阔。

该技术为工程测量领域带来了革命性的改变,展望未来其在各个领域的应用将继续扩大。

【关键词】地面三维激光扫描技术、工程测量、原理、技术特点、数据采集、数据处理、应用案例、精度、效率比较、优势、局限性、未来发展、总结、展望1. 引言1.1 地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是近年来在工程领域中得到广泛应用的一种先进测量技术。

通过利用激光雷达仪器对地面物体进行远程扫描和测量,可以快速获取大范围的三维地表点云数据。

这种技术具有快速高效、无接触、高精度等特点,为工程领域的测量工作带来了革命性的变化。

在工程测量中,地面三维激光扫描技术被广泛应用于建筑物的测绘、道路和桥梁的监测、矿山的测量等领域。

通过对地面进行高精度的三维扫描,可以快速获取各种工程结构的形状和尺寸信息,为工程设计、施工和监测提供可靠的数据支持。

地面三维激光扫描技术还可以帮助工程人员进行精准的变形监测和体积测量,对工程的质量和安全起到关键作用。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景广阔,将会成为未来工程测量领域的重要发展方向。

通过不断提升技术的精度和效率,地面三维激光扫描技术将会为工程测量带来更多的创新和便利,推动工程领域的发展和进步。

2. 正文2.1 原理及技术特点地面三维激光扫描技术是一种利用激光雷达设备对地面进行快速、准确三维扫描的技术。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用三维激光扫描技术是一种高精度、高效率的测量方法,适用于各种工程领域的测量和数据采集,道路工程测量也不例外。

它可以在较短时间内获取大量的准确数据,并可以用于道路设计、评估、施工管理等方面。

一、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是利用三维激光扫描仪将物体表面的形态、位置及颜色等信息以点云数据的形式进行采集。

在测量过程中,三维激光扫描仪通过测量激光束与物体表面的反射距离、角度和强度,确定每一个采集点的三维坐标和表面颜色值。

经过数据处理,可以生成高精度的三维模型和点云数据,为后续的工程设计、测量和计算提供了基础数据。

1. 道路场地勘测在道路场地勘测中,三维激光扫描技术可以帮助工程师们快速准确地获取土地地形、地貌、植被等信息,为设计和建造提供基础数据。

比如,通过三维激光扫描可以获取道路及周边建筑物的三维模型和地形信息,还可以精确计算出地面高度、坡度等参数,为道路设计和建造提供基础数据。

2. 道路设计在道路设计过程中,三维激光扫描技术可以提供高精度的地形数据,为路线设计、高度设计、坡度设计等提供精确的数据支持。

并且,三维模型可以反复修改,增强道路设计的灵活性和准确性。

此外,三维激光扫描技术可以帮助评估道路设计中的风险和安全问题,进一步提高设计的可行性。

3. 道路施工管理在道路施工管理过程中,三维激光扫描技术可以监测道路施工过程中的进度和质量,并可以实时监测道路的变形和变化,以及检测施工质量是否合格。

同时,三维激光扫描技术还可以监测土方量和砂石料堆放情况,提高道路施工效率和质量。

4. 道路维护和监测在道路运营和维护过程中,三维激光扫描技术可以用来检测道路的变形、裂缝、凹陷等问题,以及检测地面的平整性和水平度。

通过三维激光扫描技术,可以快速定位道路维修和改良的工作区域,并提供高精度的数据支持,以保证道路维修和改良的质量和效率。

三、结论三维激光扫描技术的应用在道路工程测量中具有广泛的应用前景和应用价值。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是一种新兴的测量技术,它可以快速、高精度地获取地面形态的三维信息。

它采用激光扫描仪将地面表面的点云数据采集下来,然后通过后处理技术生成三维模型。

随着科学技术的不断发展,这种技术被广泛应用于工程测量领域。

一、工程测量中的应用1. 建筑测量地面三维激光扫描技术在建筑测量中具有广泛应用。

它可以精确地获取建筑物表面的三维坐标信息,包括建筑物的外形、内部结构、构造和材料等多种信息。

这种技术可以用于设计、监测和维护建筑物,如在建筑物设计中协助建筑师完成建筑物内部结构的测量,在施工中监测施工过程的质量,在维护中提供建筑物结构检测等。

2. 道路测量在道路测量中,地面三维激光扫描技术可以用于道路线形、路面高程、路面坡度和横断面等信息的获取。

这些信息对于道路设计、改造和施工等工作具有重要意义。

此外,这种技术还可以用于交通流量监测和路面结构分析,为交通规划和管理提供支持。

3. 矿山测量4. 管网测量地面三维激光扫描技术还可以用于城市地下管网的测量。

城市地下管网由于位置难以标识,管理难度大,因此该技术可以大大提高管网管理的效率和准确性。

它可以用于检测管道的敷设情况、管道的位置和倾斜度等信息的获取,为城市供水、供气和供电等工作提供支持。

二、优点和局限1. 优点a. 高精度:地面三维激光扫描技术可以达到亚毫米级的精度,比传统的测量方法更加准确。

b. 高效性:该技术的数据采集速度快,可以在短时间内获取大量的数据。

c. 安全性:该技术可以在无需人员进入危险区域的情况下获取数据,降低了人员的伤害风险。

2. 局限a. 受到环境影响:地面三维激光扫描技术对于强光和强反射表面的物体测量时会受到影响。

b. 成本较高:该技术设备的采购成本较高,维护、更新、升级等费用也比较高。

c. 数据处理难度较大:该技术采集的点云数据量较大,处理难度较大,需要使用先进的计算机软件进行处理。

三、结语地面三维激光扫描技术在工程测量中具有广泛的应用前景,它可以用于建筑、道路、矿山和管网等多领域的测量工作,为工程测量提供了一种新的方法。

地面三维激光扫描总结报告

地面三维激光扫描总结报告

地面三维激光扫描总结报告
地面三维激光扫描技术是一种以激光为载体进行的三维数据采集技术。

它通过利用激光发射器发射激光束,经过地面反射,激光能量被地物吸收,再由接收器接收反射回来的激光能量,根据时间差值、频率差值或相位差值来确定目标物的三维空间坐标,并将数据传输到计算机进行处理。

与传统的测量手段相比,地面三维激光扫描技术具有以下优点:
1. 高精度:激光扫描仪能够以非常高的精度和准确度获取地面数据,精度可达毫米级别,可为后续工程提供高质量的数据支持。

2. 实时性:通过激光扫描仪可以在很短的时间内获取目标地面的三维数据,采样速度最高可达每秒数十万个数据点,非常适合现场测量需求。

3. 安全性:激光扫描仪可以远距离获取地面数据,不需要人员接触目标地面,有效保障了现场工作的安全性,减少了工作人员的伤害风险。

4. 灵活性:激光扫描技术可以适应不同地形和地貌的测量需求,可快速实现点云数据采集和处理,方便数据的应用和进一步处理。

在工程应用方面,地面三维激光扫描技术具有广泛的应用价值。

它可用于建筑物立面测量、道路桥梁设计、隧道施工监测、城市规划与设计、水利工程巡查等多种领域,并得到了广泛的应用和推广。

随着科学技术的不断发展,地面三维激光扫描技术也在不断改进和提升。

目前,新型的激光扫描仪不仅扫描速度更快、精度更高,而且可以应用于更加复杂的地形和地貌。

未来,随着激光扫描技术的不断发展和普及,我们相信地面三维激光扫描技术将会在更加广泛的领域得到应用,为我们的科技进步和社会发展注入新的动力。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用
地面三维激光扫描技术是一种高精度、高效率的测量技术,在工程测量中得到了广泛的应用。

它利用激光测距仪和高分辨率数码相机对现场实体进行三维测量和数据采集,能够快速准确地获取物体表面的三维坐标和颜色信息,可广泛应用于土木、建筑、工业、地质等领域。

一、地形测绘和制图:地面三维激光扫描技术在地形测绘和制图领域中应用广泛,可实现地形模型的高精度测量和绘制,包括地形高程、坡度、地形起伏等信息,并可通过三维可视化实现对地形的动态展示。

二、建筑物测绘:地面三维激光扫描技术可用于建筑物的三维测量和建模,不仅能够实现建筑物的尺寸、形状、体积等的测量,还能获取建筑物内部空间结构和构造的精确信息,可用于建筑物的改造、维修和监测。

三、工业测量:地面三维激光扫描技术也广泛应用于工业领域中,可实现工厂和工作设施的三维建模和测量,包括设备的位置、大小、形状等信息,可用于设备调整、安装和维护。

四、地质勘探:地面三维激光扫描技术还可应用于地质勘探领域,例如在山体地质灾害预警中,通过对山体三维模型的建立和监测,可实现对地质灾害的预测和预警。

总之,地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用范围广泛,具有高效率、高精度、非接触式等优点,能够大大提高测量效率和精度,为工程建设提供有力支撑。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用【摘要】地面三维激光扫描技术是一种先进的工程测量技术,通过激光束在地面上扫描获取地形数据,广泛应用于道路测量、建筑测量和水利工程。

本文首先介绍了激光扫描技术的原理,然后详细介绍了地面三维激光扫描仪器及其工作原理。

接着分析了该技术在道路测量中的应用,包括道路设计、施工和维护等方面。

随后探讨了地面三维激光扫描技术在建筑测量中的应用,如建筑设计、变形监测等。

最后讨论了该技术在水利工程中的应用,包括水文测量、水资源调查等。

结论部分展望了地面三维激光扫描技术的发展前景,并对本文内容进行了总结。

地面三维激光扫描技术的不断完善和应用将为工程测量领域带来更多便利和发展机遇。

【关键词】地面三维激光扫描技术、工程测量、激光扫描技术原理、仪器、道路测量、建筑测量、水利工程、发展前景、总结1. 引言1.1 地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是近年来在工程测量领域得到广泛应用的一种先进技术。

通过利用激光雷达设备对地面进行快速、精确的扫描,可以获取地面的三维点云数据,从而实现对地表特征的高精度定量分析和测量。

这项技术不仅可以大幅提高工程测量的效率,还可以减少人力成本和减少测量误差,极大地推动了工程测量行业的发展。

在工程测量中,地面三维激光扫描技术被广泛应用于道路、建筑、水利工程等领域。

通过激光扫描技术,工程师们可以实现对道路路面的高精度测量和评估,对建筑物的立面、结构等进行快速的三维建模,对水利工程中的水坝、水渠等进行形态和变形监测。

这些应用不仅可以为工程设计和施工提供精准的数据支持,还可以为工程管理和维护提供重要参考依据。

地面三维激光扫描技术的应用为工程测量带来了革命性的变革,为工程行业的发展注入了新的活力。

随着技术的不断创新和完善,相信地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用将会更加广泛和深入,为工程行业的发展带来新的契机和挑战。

2. 正文2.1 激光扫描技术原理激光扫描技术利用激光束照射目标物体,通过测量激光束的反射或散射,来获取目标物体的三维形状和表面信息。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用分析

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用分析

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用分析摘要:地面三维激光扫描技术在工程测量工作中应用广泛,是工程测量领域不可缺少的重要技术。

随着经济的快速发展与科学技术水平的不断进步,工程测量工作需要满足工程的发展需要与社会进步的需求,顺应时代的发展。

在现代化的社会发展背景下,加大地面三维激光扫描技术的使用力度,是工程企业实现快速发展的重要举措。

本文将对地面三维激光扫描技术在工程中的具体应用进行分析研究,并对地面三维激光扫描技术进行阐述。

关键词:地面三维激光扫描技术;工程测量;具体应用前言:传统的工程测量技术不仅费时费力,测量出来的数据还存在着较大的误差,造成数据的精准性不高,参考价值比较小,不利于工程管理者对数据进行分析与应用。

在科学技术的不断完善下,新型测量技术逐渐被研发以及应用起来,因其应用成本比较低、测量精准性较高、消耗时间较短,受到了广大工程企业的青睐,在各个工程企业中应用广泛,成为工程发展的重要技术之一。

1地面三维激光扫描技术的概述地面三维激光扫描技术在各个工程中应用广泛,是我国工程工作中重要的技术之一,测量人员需要利用激光扫描机来对各个点位进行测量,向测量对象发射激光,同时,以激光的强度与反射时间为主要的参考依据,再匹配扫描点的颜色灰度,掌握被测对象的三维坐标,对坐标数据进行分析与运用,完成工程测量工作。

地面三维激光扫描技术分为固定式激光与移动式激光,测量人员需要根据实际的地形地貌来合理选择激光方式,提升测量的准确性。

2地面三维激光扫描技术在工程中的具体应用2.1数据的收集与处理工程企业的发展离不开数据的支持,对数据进行收集与分析,保证数据的精准度是工程测量工作的前提条件,也是开展工程测量工作的重要举措。

加强数据的收集与运用,能够提高工程测量决策工作的科学性与综合性。

无论是数据的采集还是处理,都需要运用地面三维激光扫描技术来予以保障。

目前,工程中的许多工作都离不开地面三维激光扫描技术的支持,例如:数据拼接、点云数据准配、数据扫描、高程控制测量等。

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨一、引言随着科技的快速发展,三维激光扫描技术作为一种新兴的测量技术,在市政道路测量中得到了广泛应用。

该技术以其高精度、高效率、非接触性等优点,为市政道路测量提供了新的解决方案。

本文将就三维激光扫描技术在市政道路测量中的应用进行探讨,旨在促进该技术在市政道路测量中的推广应用。

二、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是一种基于激光测距原理,通过快速、高密度的获取被测物体表面的点云数据,从而建立物体三维模型的技术。

该技术具有高精度、高效率、非接触性等优点,能够快速获取被测物体的三维信息,为市政道路测量提供了新的测量手段。

三、三维激光扫描技术在市政道路测量中的应用1.道路地形测量在市政道路测量中,道路地形测量是基础工作之一。

传统的地形测量方法主要采用全站仪、水准仪等设备进行测量,测量效率较低,精度难以保证。

而三维激光扫描技术能够快速获取道路地形数据,通过点云数据处理软件,能够快速生成道路地形三维模型,提高了测量效率和精度。

2.道路断面测量道路断面测量是市政道路设计中的重要环节。

传统的方法是通过人工测量或使用水准仪进行测量,精度难以保证,且效率低下。

采用三维激光扫描技术,可以快速获取道路断面的点云数据,通过数据处理软件,能够快速计算出道路断面的各项参数,提高了测量效率和精度。

3.道路施工监测在市政道路施工过程中,需要进行施工监测以确保施工质量。

传统的施工监测方法主要采用全站仪、水准仪等进行监测,监测效率较低,精度难以保证。

而三维激光扫描技术能够快速获取道路施工过程中的点云数据,通过数据处理软件,能够实时监测道路施工过程中的各项参数,提高了监测效率和精度。

3.道路地下管线探测传统的地下管线探测方法费时费力,且容易损坏管线。

而三维激光扫描技术可以直接获取地下管线的位置和埋深,大大提高了探测效率和精度。

4.道路变形监测在道路运营过程中,利用三维激光扫描技术可以对道路的变形情况进行实时监测,预防和应对可能出现的塌陷等安全问题。

地面三维激光扫描测量技术及其应用分析

地面三维激光扫描测量技术及其应用分析

地面三维激光扫描测量技术及其应用分析宋宏1,2(1.武汉大学测绘学院 武汉 430079;2.中煤航测遥感局 西安 710054)摘 要:三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。

目前许多发达国家已将这一先进技术用于空对地观测及工业测量系统,快速获取特定目标的主体模型,我国在863计划中也重点支持了这一研究方向。

本文论述地面三维激光扫描技术的原理分类和应用现状,比较了相关技术方法之异同,评价了地面扫描仪优缺点,指出该技术面临的诸多挑战。

关键词:三维激光扫描技术 LIDAR激光雷达 地面激光扫描仪 近景摄影测量 三维建模1 引言激光扫描系统平台分为机载和地面两大类型。

地面三维激光扫描系统,与激光测距技术点对点的距离测量不同,激光扫描技术的发展为人们在空间信息获取方面提供了全新的技术手段,使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动获取批量数据,提高了量测的精度与速度。

2 地面三维激光扫描技术的基本原理,仪器技术指标和分类2.1 三维激光扫描仪测量原理径向三维激光扫描仪是一种集成了多种高新技术的新型三维坐标测量仪器,采用非接触式高速激光测量方式,以点云形式获取地形及复杂物体表面的阵列式几何图形的三维数据。

仪器要包括激光测距系统、扫描系统和支架系统,同时也集成CCD数字摄影和仪器内部校正等系统。

典型的径向三维激光扫描仪有很多,如Optech ILRIS-36D、Leica HDS 3000、Mensi GX RD 200+等。

目前三维激光扫描仪主要采用TOF脉冲测距法(Time of Flight),是一种高速激光测时测距技术,采用脉冲测距法的三维激光点坐标计算方法,如式(1)所示。

三维激光扫描仪通过脉冲测距法获得测距观测值S,精密时钟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θ。

三维激光扫描测量一般使用仪器内部坐标系统,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。

三维激光扫描技术在工程测量中的应用

三维激光扫描技术在工程测量中的应用

三维激光扫描技术在工程测量中的应用标题:三维激光扫描技术在工程测量中的应用引言:随着科技的不断发展,三维激光扫描技术在工程测量领域中得到了广泛的应用。

它以其高精度、高效率和无接触等优势,为我们的工程测量带来了巨大的便利。

本文将深入探讨三维激光扫描技术在工程测量中的应用,并就其在土建工程、建筑设计、文化遗产保护等方面的具体应用进行分析。

一、三维激光扫描技术在土建工程中的应用在土建工程中,精确的测量是确保工程质量和安全的重要保障。

传统的测量方法存在着繁琐、耗时和难以达到高精度等问题,而三维激光扫描技术的出现彻底改变了这种情况。

利用激光扫描仪,可以在短时间内获取一个场景的完整三维点云信息,得到建筑物的真实模型。

这样的模型可以提供准确的空间坐标、形状和尺寸信息,为工程的规划、设计和施工提供重要的参考数据。

二、三维激光扫描技术在建筑设计中的应用在建筑设计中,规划师需要快速获取和分析已有建筑的结构和形貌信息,以便更好地进行设计优化。

传统的测量方法面临着难以捕捉复杂建筑物细节、误差较大等问题,而三维激光扫描技术则能够准确快速地获取建筑物的三维数据。

基于三维激光扫描数据,设计师可以直观地观察和分析建筑物的形状、结构、比例等特征,从而为自己的设计提供更加准确、全面的参考。

三、三维激光扫描技术在文化遗产保护中的应用文化遗产的保护与修复是一项重要工作,而三维激光扫描技术在这方面发挥了重要的作用。

对于古建筑、文物等珍贵文化遗产的保护,需要非常准确的测量和记录,传统的方法往往难以做到。

激光扫描技术可以精确地获取文物的三维信息,为文物保护和修复提供重要依据。

同时,利用激光扫描技术还可以进行虚拟重建和仿真,让人们通过虚拟现实技术重新体验过去的文化遗产。

四、三维激光扫描技术的发展趋势随着科技的不断发展,三维激光扫描技术也在不断演进和完善。

传感器的精度不断提高,扫描仪的体积不断减小,扫描速度和数据处理能力也在不断提升。

未来,三维激光扫描技术将更加普及,并在更多领域发挥作用,比如汽车制造、航空航天等。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用三维激光扫描技术是一种先进的测量技术,利用激光扫描仪实时获取场景的三维点云数据,并通过后期处理生成高精度的三维模型。

在道路工程测量中,三维激光扫描技术能够提供丰富的数据信息,帮助工程师更准确地了解道路状况、进行设计和施工规划。

三维激光扫描技术可以用于道路的现状测量。

传统的测量方法需要人工进行测量,费时费力且精度有限。

而三维激光扫描技术可以快速获取大量的三维点云数据,将道路现状真实地呈现在工程师面前。

工程师可以通过对点云数据的处理和分析,获得道路的宽度、长度、高程等详细信息,为道路规划和施工提供准确的数据基础。

三维激光扫描技术在道路工程的设计和规划中有广泛的应用。

通过对现场道路进行扫描,工程师可以获取道路的几何形状、线路走向以及地面高程等数据,为道路设计提供精确的参考。

三维激光扫描技术还可以帮助工程师进行交叉口、桥梁、隧道等特殊结构的设计和规划,提高设计的准确性和可靠性。

三维激光扫描技术能够提供道路工程施工过程的实时监测。

在施工过程中,通过定期对道路进行扫描,可以实时获取道路的变化情况。

工程师可以通过对点云数据的对比分析,监测施工质量,及时发现并纠正施工中的问题,确保施工的顺利进行。

三维激光扫描技术还可以用于道路工程的验收和管理。

在道路工程竣工后,通过对道路进行扫描,可以获取道路的精确形状和几何参数,用作道路验收的依据。

三维激光扫描技术还可以将道路数据与地理信息系统(GIS)相结合,实现对道路的精确管理和维护。

三维激光扫描技术在道路工程测量中具有广泛的应用前景。

它可以为道路的现状测量、设计和规划、施工监测以及道路管理提供高精度的数据支持,为道路工程的建设和管理提供新的思路和方法。

随着技术的不断发展和完善,相信三维激光扫描技术将在道路工程领域发挥越来越重要的作用。

道路检测中三维激光扫描技术的应用

道路检测中三维激光扫描技术的应用

道路检测中三维激光扫描技术的应用摘要:三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术,是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。

它通过高速激光扫描测量的方法,大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的三维坐标、反射率、颜色等信息,利用这些大量、密集的点信息可快速复建出1∶1的真彩色三维点云模型,为后续的内业处理、数据分析等工作提供准确依据。

其具有快速性,效益高、不接触性、穿透性、动态、主动性,高密度、高精度,数字化、自动化、实时性强等特点,很好地解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。

关键词:三维激光扫描;平整度检测;扫描和采样密度引言近年来,实景三维中国建设是我国发展战略之一。

实景三维模型是构建数字孪生城市最直观的重要基础数据,可为城市和工程项目建设提供全流程的可视化支撑,已成为我国新型基础测绘的标准化成果之一。

实景三维模型可为工程全周期提供设计蓝图与现实环境相结合的视觉体验,可将设计、生产、管理等信息整合到统一数字底座上进行展示,目前主要应用于工程区域环境展示、工程进度汇报、设计方案展示等方面。

1三维激光扫描基本原理与方法三维激光扫描系统主要由扫描系统、控制系统和计算机系统三部分组成,三维激光扫描仪通过高速转动的马达来使扫描头部转动,与此同时激光发射器发出激光,激光经过待测物体表面反射回到扫描系统,被扫描系统中的激光接收器接收,激光接收器根据激光反射回来的水平向扫描角度α和竖向扫描角度β、激光束从发射到被接收的往返传播时间t、信号强度等信息,由往返时间t求出扫描仪到目标物体之演得到目标物体表面的三维坐标信息及反射强度信息等。

在测量过程中每一台三维激光扫描仪都有自身的坐标系统,仪器的中心就是自身坐标系的原点,X轴与Y轴相互垂直位于水平扫描视场,Z轴垂直于X、Y轴构成的平面位于竖向视场。

2在道路测绘中利用地面三维激光扫描技术存在的问题(1)由于该技术的测量精度较高且不需要特殊的设备材料,所以在进行地面三维激光扫描工作时会受到一定限制;因此就需要在测区内布设监测点,但测区内会存在很多干扰因素,从而对测量精度产生影响。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

J IAN SHE YAN JIU技术应用164地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用Di mian san wei ji guang sao miao ji shuzai gong cheng ce liang zhong de ying yong冯培本文对当前应用的地面三维激光扫描技术进行介绍,并阐明了其基本原理。

我们在工程勘测的实际生产中提出了固定地面三维激光扫描技术的技术流程,并系统地讨论了如何将该技术应用于地形和制图、土方计算。

它总结了该技术相对于传统测绘方法的优缺点,以及其在精细三维建模和复杂工业设备建模方面的成就。

基于移动地面三维激光扫描技术的测试结果,我们提出了可用于道路测绘的结论。

讨论地面三维激光扫描技术的未来应用方向和前景。

三维激光扫描技术使用激光通过扫描镜和伺服电机测量距离,以及目标表面上每个点的三维坐标和纹理,具体取决于定义的扫描范围和点组密度。

它是一种获取信息的技术,是以再现三维场景。

随着科学技术的发展,人们对工程测量精度的要求越来越高,但是传统的测量技术往往只是单点测量,不能满足目前的精度要求,地面上的三维激光扫描技术只能解决此问题。

通过使用可以快速扫描要测量的对象并使用三维技术准确地重建要测量的对象的三维模型,从而提高工程测量的准确性。

一、基于地面三维激光技术的概述三维激光扫描仪主要用于三维激光扫描仪技术,这是源自海外的新时代开发产品。

三维激光扫描仪的应用原理主要是通过设备和仪器对测量区域进行扫描。

该测量基于激光距离测量的原理。

同时,它使用扫描镜和伺服电机设备进行扫描,收集扫描结果,然后根据过程进行收集。

扫描区域的三维坐标和纹理信息提供了扫描区域的直观三维图像。

三维激光扫描技术有些系统化,扫描过程也有些复杂。

扫描过程要求首先扫描和定位,然后执行特定的测量,记录测量结果,最后执行计算。

计算结果将被上传,整个扫描过程将完成。

同时,在扫描过程中,根据空间的不同,可以将三维激光扫描技术分为两种类型。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是近年来在工程测量领域中广泛应用的一种先进技术。

它利用激光扫描仪通过向目标区域发射激光束并记录激光反射的时间和空间信息,从而获取目标区域的三维点云数据。

这种技术具有高精度、高效率和非接触测量等优点,已经被广泛应用于建筑、道路、桥梁、地质勘探、文物保护等领域。

本文将着重介绍地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用。

一、城市建设领域在城市建设领域,地面三维激光扫描技术被广泛应用于建筑物的立面测量、道路的坡度测量、城市规划的地形地貌测绘等方面。

通过激光扫描仪快速获取建筑物的立面数据,可以实现建筑物的三维重建和立面分析,为城市规划和建筑设计提供精准的数据支持。

通过对道路坡度和高程的测量,可以实现道路设计和施工的精准控制,提高工程质量和安全性。

二、桥梁工程领域在桥梁工程领域,地面三维激光扫描技术可以实现桥梁结构的三维重建和变形监测。

通过对桥梁结构的激光扫描,可以获取其三维点云数据,进而进行结构变形的监测和分析。

也可以利用激光扫描技术获取桥梁周围环境的地形地貌数据,为桥梁设计和施工提供精准的地理信息支持。

三、地质勘探领域在地质勘探领域,地面三维激光扫描技术被广泛应用于地质灾害的监测和预警、煤矿的开采和安全管理等方面。

通过激光扫描仪对地质灾害隐患区域进行扫描,可以实现地质灾害隐患区域的三维重建和变形监测,为地质灾害的监测和预警提供精准的数据支持。

也可以利用激光扫描技术对煤矿开采区域进行三维地质建模,为煤矿的开采和安全管理提供精准的地质信息支持。

四、文物保护领域在文物保护领域,地面三维激光扫描技术可以实现文物的三维数字化保护和重建。

通过激光扫描仪对文物进行快速扫描,可以获取其三维点云数据,进而进行文物的三维重建和数字化保护。

这种技术可以帮助文物保护工作者对文物进行精准的数据采集和保护措施制定,提高文物保护的水平和效率。

地面三维激光扫描技术在工程测量领域的应用已经成为一种不可或缺的先进技术。

探析地籍测量测绘中的三维激光扫描技术应用实践

探析地籍测量测绘中的三维激光扫描技术应用实践

探析地籍测量测绘中的三维激光扫描技术应用实践地籍测量测绘是土地资源管理和利用的重要基础工作,而随着科技的不断进步和发展,三维激光扫描技术在地籍测量测绘中的应用也日益广泛。

本文将就三维激光扫描技术在地籍测量测绘中的应用实践进行探析,并对其发展趋势进行展望。

一、三维激光扫描技术简介三维激光扫描技术是一种通过激光传感器对目标进行快速、准确扫描,获取目标表面的三维坐标信息的技术。

它利用激光束在目标表面上的反射,通过测量激光束的时间延迟和方向,可以得到目标表面的三维坐标信息,具有高精度、高效率、非接触等特点。

1. 地形测量三维激光扫描技术可以通过对地面进行扫描,获取地形的三维坐标信息,实现对地形的高精度测量。

利用三维激光扫描技术进行地形测量,可以大大提高测量的准确性和效率,为土地规划和利用提供重要的数据支持。

2. 建筑物测绘在城市规划和建设过程中,建筑物的测绘是必不可少的环节。

传统的建筑物测绘需要进行大量的实地测量和数据处理,而利用三维激光扫描技术可以快速获取建筑物的三维数据,包括建筑物的外部轮廓、内部结构等,为建筑物的设计、改造提供重要的数据支持。

3. 遥感地图制作利用三维激光扫描技术可以获取地表的高分辨率三维数据,结合遥感技术可以制作高精度的遥感地图。

遥感地图可以为土地资源管理、环境监测、自然灾害预警等提供重要的数据支持,而三维激光扫描技术的应用可以大大提高遥感地图的精度和可用性。

4. 数字地球建设三维激光扫描技术可以获取地表和地下的三维数据,为数字地球建设提供重要的数据支持。

利用三维激光扫描技术获取的数据可以为数字地球建设提供真实、准确的地表和地下数据,为城市规划、资源管理、环境保护等提供重要的支持。

三、三维激光扫描技术在地籍测量测绘中的发展趋势1. 集成多传感器技术随着科技的不断进步,三维激光扫描技术已经可以与全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)等多种传感器技术进行集成,实现对地表和地下的高精度三维数据的获取。

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用摘要:工程测量的复杂性不言而喻,传统的技术手段并不能保证测量结果的准确度和测量工作的高效率,为了解决这一问题,技术人员不断探索更先进的技术手段用于工程测量,地面三维激光扫描技术正是在这种情况下应运而生。

本文根据实际工作经验,在简单介绍地面三维激光扫描技术的基础上,对地面三维激光扫描技术在建筑体形变监测、城市规划、道路竣工测量、地形图测绘等方面的应用要点进行了深入研究。

关键词:地面三维激光扫描技术;工程测量;应用引言随着科学技术水平不断发展,我国工程师研发出地面三维激光扫描技术,在传统测量技术基础之上加以优化,精准利用三维软件对测量对象进行扫描作业,重构测量对象的三维模型,提高工程测量的精准度.但是,由于各种各样的原因,目前地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用还不够完善。

下文将对地面三维激光扫描技术在工程测量中出现的相关问题进行一定的阐述,希望能够为工程测量技术人员提供参考.1地面三维激光扫描技术概述地面三维激光扫描技术具有一定的先进性,从实际应用情况来看,它具有以下几方面应用优势:①测量误差小[1]。

和过去的测量技术比较而言,地面三维激光扫描技术完全依靠自动化系统进行控制,摆脱了人为操作存在误差的可能性,在设备调试、区域划定结束后,其可以自动完成测量任务,误差率非常低。

②扫描范围大。

在过去的测量模式下,工作人员需要不断调整测量仪器的参数和位置,才能得到测量结果,但是这影响了测量的范围和覆盖面,能够得到的数据十分有限,而地面三维激光扫描技术不需要人工干预、测量覆盖面非常大,能够为工作人员提供准确的、大量的测量数据,这对于提升工程测量质量有一定的积极作用。

③数据采集过程安全可靠。

在一些复杂地区的工程测量工作中,地面三维激光扫描技术具有更可观的应用价值,它能够避免工作人员需要亲身深入测量位置的问题,只需要提前设定三维激光扫描程序,即可快速安全地获得测量结果[2]。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用摘要:这些年我国社会发展速度变得越来越快,人们对工程测量也提出了更加严格的要求,如果要使工程测量的准确度得到提升,则应当将地面三维激光扫描技术积极运用于工程测量中,这样工程测量的速度与质量才可以获得提升。

为此,文章将围绕地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用展开探讨与分析,但愿可以使该技术的应用范围得到扩大。

关键词:地面三维激光扫描仪;扫描仪技术;工程测量在传统工程测量模式下,由于技术受限和环境因素影响,导致工程测量结果的精准度与真实性往往比较差,测量工作效率也并不高。

这种种问题的存在,给工程施工水平的提升与工程测量事业的发展带来了严重的制约。

地面三维激光扫描技术有着很多的优点,如精准度高、分辨率大等,将其应用在工程测量中可以明显加快测量效率,提升测量结果的精准性,所以围绕该技术在工程测量中的应用展开探究显得非常有意义。

一、地面三维激光扫描技术概述1.技术原理测量人员利用激光扫描器围绕不同点位进行扫描测距,对被测目标发射激光,以发射/接收激光强度、时间差为关键依据,对扫描点颜色灰度进行匹对,精准衡量激光测距、高效采集被测目标点位的三维坐标值。

紧接着,对前面这些步骤进行重复半夜,获得其他点位的具体坐标值等数据。

把所有数据保存于系统配套数据库或云数据库里,围绕数据展开系统、全面的剖析、处理,基于最终的处理结果搭设出对应的三维影像和模型。

2.技术特征从地面三维激光扫描技术在工程测量中的具体应用状况不难看出,该技术有着很多的特点,如高分辨率与高精度等。

在这当中,高分辨率与高精度特点是表示,系统同一时间中围绕多个点位展开同步扫描,高效采集被测对象表面所有点位的信息数据,精准衡量被测对象的外表状况、构造状况,其分辨率能够达到两毫米到三毫米之间。

在实际测量期间,系统依据程序运作原则,在没有人为影响的情况下自动进行扫描测量,而且不用对被测对象的位点进行调节,能够充分削弱人为原因给测量结果的准确性所带来的影响。

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地面三维激光扫描测量技术及其应用分析宋宏1,2(1.武汉大学测绘学院 武汉 430079;2.中煤航测遥感局 西安 710054)摘 要:三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。

目前许多发达国家已将这一先进技术用于空对地观测及工业测量系统,快速获取特定目标的主体模型,我国在863计划中也重点支持了这一研究方向。

本文论述地面三维激光扫描技术的原理分类和应用现状,比较了相关技术方法之异同,评价了地面扫描仪优缺点,指出该技术面临的诸多挑战。

关键词:三维激光扫描技术 LIDAR激光雷达 地面激光扫描仪 近景摄影测量 三维建模1 引言激光扫描系统平台分为机载和地面两大类型。

地面三维激光扫描系统,与激光测距技术点对点的距离测量不同,激光扫描技术的发展为人们在空间信息获取方面提供了全新的技术手段,使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动获取批量数据,提高了量测的精度与速度。

2 地面三维激光扫描技术的基本原理,仪器技术指标和分类2.1 三维激光扫描仪测量原理径向三维激光扫描仪是一种集成了多种高新技术的新型三维坐标测量仪器,采用非接触式高速激光测量方式,以点云形式获取地形及复杂物体表面的阵列式几何图形的三维数据。

仪器要包括激光测距系统、扫描系统和支架系统,同时也集成CCD数字摄影和仪器内部校正等系统。

典型的径向三维激光扫描仪有很多,如Optech ILRIS-36D、Leica HDS 3000、Mensi GX RD 200+等。

目前三维激光扫描仪主要采用TOF脉冲测距法(Time of Flight),是一种高速激光测时测距技术,采用脉冲测距法的三维激光点坐标计算方法,如式(1)所示。

三维激光扫描仪通过脉冲测距法获得测距观测值S,精密时钟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θ。

三维激光扫描测量一般使用仪器内部坐标系统,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。

由此可得三维光脚点P 坐标(X s,Ys,Zs)的计算公式:图1三维激光扫描系统工作原理图2 采用脉冲测距法的三维激光点坐标2.2 地面扫描仪技术指标1) 典型的地面三维激光扫描仪毫米级精度仪器见表1。

表1:中远距离的毫米级仪器装备主要技术指标生产厂家 Optech Leica Mensi 产品 ILRIS-36D HDS3000 GX RD200+激光安全性 Class 1 1500nm Class 3 Class 3 532nm 距离精度 7mm@100m 单点4mm@50 单点7mm@100m 定位精度 8mm@100m 6mm@50 单点12mm@100m生产厂家 Optech Leica Mensi 最小测量距离 1.5m 1m 1m最大测量距离 1500,1000,80080% 40% 20%DR型2600M300m@90%134m@18%200m-90%350m扫描视角 110°V×360°H 270°V×360°H 60°V×360°H内置数码相机 600万像素 100万24°×24°共111幅图像一体化彩色摄像机5.5倍光学变焦后处理软件 Polyworks/Inspector Cyclone Realworks 建模精度 3mm 2mm 2mm2) 近距离的微米级仪器装备如KINICA MINOLTA VIVID9i,扫描范围0.5~2.5m,以三角测量原理,由激光扫描物体,CCD接受物体表面的反射光。

物体形状的测量通过三角测量,转换为3D网格图而获得,同时采集表面形态和颜色数据,有可变换的望远、中焦、广角镜头,适用大小不同的物体,可获850μm的测量精度。

FARO三维激光扫描测量臂(Laser ScanArm),1.2m长度测量臂可获25μm~50μm的测量精度。

通常用于如彩俑头、佛头、青铜器、御玺等国宝进行微米级精细扫描及建模。

3 地面三维扫描与近景摄影测量等技术比较3.1近景摄影测量航空摄影测量与遥感[1],近景摄影测量[2],低空摄影测量(系留气球、无人机等) [3],在20世纪80年代曾在文博部门的应用中异军突起,引起考古工作者广泛关注。

近景摄影测量利用对300m以内目标所获取的图像来确定其形态,几何位置和大小。

近景测量中的古建筑摄影测量是古建筑和文物立体图、平面图、等值线图、影像图的测绘,以及古建筑主要结构数据测定,资料具有档案价值[4]。

和航测一样,近景摄影测量也经历了模拟、解析与数字阶段。

目前在数字近景摄影测量领域,有基于LIDAR 技术的地面三维扫描系统,还有基于数码相机与全站仪集成的多基线影像匹配系统Lensphoto[5],它们能生成一样的成果——被摄(被扫描)对象密集的点云DSM和三维立体景观,可用于煤堆,矿堆及各工种挖填方精确快速计算和制图。

3.2 传统测量技术以古建筑测绘为例,传统测绘技术用钢尺、角尺、小平板仪、光学经纬仪、水准仪、红外测距仪和数码相机等,偶尔才用到激光经纬仪和全站仪。

这种状况会继续存在。

地面三维扫描仪与全站仪的作业方法基本雷同,如果只进行离散点测量,地面扫描仪有着全站仪一样的测量精度,可用于传统的导线测量和后方交会测量;还可对地形外观进行扫描,获得高精度的点云数据,测制大比例尺数字地图。

4 地面三维扫描技术应用现状传统的离散点测量数据很难重建目标原态的三维模型,三维激光扫描技术实现了目标原形从三维到三维的直接转化,成为后端技术基础数据平台或起点。

三维激光扫描系统可以深入到任何复杂的现场环境及空间中,通过三维激光扫描直接将各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等实体或实景的三维数据完整的采集到电脑中,进而快速重构出目标的三维实体模型,同时,所采集的三维激光点云数据还可将目标的完整数据用于各种后处理工作(如:测绘、计量、应力分析、有限元分析、仿真分析、任务模拟、…等),它是各种正向工程工具(如:CATIA、UG、CAD、有限元、流体动力、PDMS、PDS、GIS、VR、3DSMAX、MAYA、ERP、…等)对称应用工具。

这种逆向工程的数据获取方式,目前在我国属薄弱领域。

三维激光扫描技术所涉及的应用,不是简单的商业问题,而是深刻的应用技术跨越。

其领域包括:核电站、文物、考古、建筑业、航天、航空、船舶、制造、军工、军事、石化、医学、水利、能源、电力、交通、机械、影视、教学、科研、汽车、公安、市政建设……。

三维激光扫描系统在我国处于应用初级阶段,在建筑与文物保护,地面景观形体测定,城市三维可视化模型的建立,变形监测等领域均取得了应用成果。

下面分类加以介绍。

4.1 工业和矿山测量1) 复杂的工业设施、广场、车站测量化工厂、炼油厂、核电站、运输站场等工矿企业,管线林立,错综复杂,用激光扫描仪分段扫描,获得三维点云数据,用软件将点云数据拼接、合并、建模,可生成三维可视化模型或图件。

下图为煤航(香港)公司在香港最大的红勘火车站站台顶板测量项目中,应用三维激光扫描技术的实况。

如图3、图4所示。

图3站台顶板照片图4站台顶板点云景观图2) 带状地形图测量、地面景观形状测量、矿山测量a. 分段扫描局部带状地区,拼接合并生成带状影像图,转换至国家或城市坐标系中,生成带状地图。

主要用于线路两旁(铁路、公路、河流两岸等)局部不规则带状图测量。

b. 矿山测量。

可用于矿山开挖方面的应用,如阜新露天矿爆破分析、土方计算、边坡稳定监测、开挖洞口定位分析等地形、体积、塌陷等测量。

4.2 建筑与文物保护大型考古测量要综合利用空间遥感信息[6],诸如航空摄影、卫星照片、多光谱卫星遥感影像、机载雷达影像等,对地面考古遗址开展无损探测和识别。

同时结合地球物理探测技术和常规田野考古手段,勘探、发现考古遗址,进行考古测绘、文物保护、考古研究。

三维激光扫描技术的发展为考古测量提供了崭新的手段。

这方面较完整的应用有:馆藏大型遗址——秦兵马俑二号坑三维建模[7],故宫太和殿古建筑保存及修缮测量,长城资源调查,以及鸟巢和国家体育馆测定等。

图5为秦兵马俑二号坑三维建模工程。

图5 兵马俑二号坑6000m2整体三维数字模型4.3 生物医学测量该领域应用的扫描仪属近距离的微米级仪器装备。

特点是测距短(<4m), 测距精度高(<1mm),可达0.005mm~1.5mm的高精度值。

应用于外科整形、人体测量、矫正手术及馆藏珍贵文物的高精度扫描建模。

5 地面三维激光扫描技术的优缺点三维激光扫描技术是基于LIDAR激光探测与测距系统。

本文重点论述的地面三维扫描仪,是置于三角架上的LIDAR系统,它是数字近景摄影测量领域新的技术手段,三维激光扫描技术所涉及的应用是深刻的技术跨越,该技术目前优缺点可归纳如下: 地面三维扫描仪的优点:速度快,现场节约时间,测量完整、精确,可多视角观察可视化三维点云模型。

不需要接触被测物体,光线昏暗甚至黑夜均可作业,特别是表面复杂的物体外形测量,并能色彩还原。

能标注和测量模型的相关数据,如距离、高差、体积、表面积、断面、截面、2D图等,或创建各种复杂几何形状,如弯头、锥形管等。

能将3D模型转换到CAD系统或不同软件操作平台的数据格式,进行三维建模。

地面三维扫描仪的缺点:对地面三维扫描仪的使用,有专家列举考古遗址文件数据记录存在的不足,指出该技术正面临诸多挑战[8],归纳如下:地面扫描仪是个黑箱系统,难以检校;仪器昂贵,主要仪器售价在100万人民币以上,市场定位为高档设备。

扫描数据后处理时间可达数据采集所需时间的10倍,扫描易,处理难。

扫描数据拼接软件不完善,各厂家自成一体,互不兼容;缺乏标准化思考,缺乏实用而价格相对便宜的软件;考古学家、文物保护人员、建筑学家较难进一步使用三维建模成果开展专业研究工作。

三维建模有一定的主观性,非专业人士常受到虚拟动画的视觉迷惑,忽视了三维模型的可量测和科学性。

6 建议综上所述在三维激光扫描技术应用中,必须面对测绘标准化课题[9]。

要编制相应规范、规程,统一术语,制定精度要求数据规格,数据采集和后处理要求及成果精度评定方法等,推动测绘技术进步。

参考文献[1]宋德闻等.秦始皇陵园的摄影测量与遥感工程[J].测绘学报,1990,19(1) 48~56[2]宋德闻等.在文物考古部门开展的近景摄影测量工程[J].测绘通报,1986(6):13~20[3]宋德闻等.西安半坡博物馆遗址图的测制——一次使用超低空垂直摄影技术的尝试[J].测绘通报,1987(5)[4]GB/T 12979~91 近景摄影测量规范[S][5]张祖勋等.摄影全站仪系统——数字摄影测量与全站仪的集成[J].测绘通报,2005(11):1~5[6]宋宏.遥感考古聚焦秦始皇陵(国家863计划考古遥感与地球物理综合探测技术.课题编号2002 AA130203)[J], 煤航技术研究,2002,17(32) 21~22[7]宋德闻等.徕卡HDS应用于秦俑二号坑数字化工程[J].测绘通报,2006(6):69~70[8]Mathias Lemmens ,Shortcomings in Spatial Documentation of Heritage Sites,Laser Scanning Technology Challenged [J], GIM International,March 2007:25~29[9]宋宏.三维激光扫描技术应用中的测绘标准化研究与探讨[J].测绘标准化,2007(4) 第23卷 29~23。

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