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三維激光掃描技術(shù)是上世紀(jì)九十年代中期開始出現(xiàn)的一項(xiàng)技術(shù),是繼GPS空間定位系統(tǒng)之后又一項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)新突破。它通過高速激光掃描測(cè)量的方法,大面積高分辨率地快速獲取被測(cè)對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)�？梢钥焖�、大量的采集空間點(diǎn)位信息,為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術(shù)手段。由于其具有快速性,不接觸性,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、主動(dòng)性,高密度、高精度,數(shù)字化、自動(dòng)化等特性,其應(yīng)用推廣很有可能會(huì)像GPS一樣引起測(cè)量技術(shù)的又一次革命。

三維激光掃描技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù),在國(guó)內(nèi)越來越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測(cè)距的原理,通過記錄被測(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、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。該技術(shù)在文物古跡保護(hù)、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑監(jiān)測(cè)、交通事故處理、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評(píng)估、船舶設(shè)計(jì)、數(shù)字城市、軍事分析等領(lǐng)域也有了很多的嘗試、應(yīng)用和探索。三維激光掃描系統(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、車載、地面和手持型幾類。

應(yīng)用掃描技術(shù)來測(cè)量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應(yīng)用于逆向工程,負(fù)責(zé)曲面抄數(shù),工件三維測(cè)量,針對(duì)現(xiàn)有三維實(shí)物（樣品或模型）在沒有技術(shù)文檔的情況下,可快速測(cè)得物體的輪廓集合數(shù)據(jù),并加以建構(gòu),編輯,修改生成通用輸出格式的曲面數(shù)字化模型。

按測(cè)量方式

可分為基于脈沖式；基于相位差；基于三角測(cè)距原理。

按用途

可分為為室內(nèi)型和室外型。也就是長(zhǎng)距離和短距離的不同。一般基于相位差原理的三維激光掃描儀測(cè)程較短,只有百米左右。而基于脈沖式原理的三維激光掃描儀測(cè)程較長(zhǎng),測(cè)程最遠(yuǎn)的可達(dá)6公里。

按生產(chǎn)廠家不同

Z+F(德國(guó)),Surphaser（美國(guó)）,I-site (澳大利亞mAPtek),Riegl（奧地利）,徠卡（瑞士）,天寶（美國(guó)）,Optech（加拿大）,拓普康（日本）,新拓（中國(guó)）,Faro等產(chǎn)家。

三維測(cè)量

傳統(tǒng)測(cè)量概念里,所測(cè)的的數(shù)據(jù)最終輸出的都是二維結(jié)果（如CAD出圖）,在測(cè)量?jī)x器里全站儀,GPS比重居多,但測(cè)量的數(shù)據(jù)都是二維形式的, 在逐步數(shù)字化的如今,三維已經(jīng)逐漸的代替二維,因?yàn)槠渲庇^是二維無法表示的,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,這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺,是一般測(cè)量手段無法做到的。

快速掃描

快速掃描是掃描儀誕生產(chǎn)生的概念,在常規(guī)測(cè)量手段里,每一點(diǎn)的測(cè)量費(fèi)時(shí)都在2-5秒不等,更甚者,要花幾分鐘的時(shí)間對(duì)一點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,在數(shù)字化的如今,這樣的測(cè)量速度已經(jīng)不能滿足測(cè)量的需求,三維激光掃描儀的誕生改變了這一現(xiàn)狀,最初每秒1000點(diǎn)的測(cè)量速度已經(jīng)讓測(cè)量界大為驚嘆,而脈沖掃描儀（scanstation2）最大速度已經(jīng)達(dá)到50000點(diǎn)每秒,相位式掃描儀Surphaser三維激光掃描儀最高速度已經(jīng)達(dá)到120萬點(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)域無法測(cè)量已經(jīng)成為過去式。

無臂式手持 3D 掃描系統(tǒng)和雙攝像頭傳感器形成了一個(gè)獨(dú)特的組合,確保在實(shí)驗(yàn)室和工作場(chǎng)所能生成最精確的測(cè)量值。這一完備且功能強(qiáng)大的檢測(cè)方案提高了測(cè)量過程的可靠性、速度和多功能性。 在鉸接臂方面與其他 3D 掃描儀相比較,光學(xué) 3D 掃描系統(tǒng)可以完全自由移動(dòng),顯著提高了工作效率和質(zhì)量。

作為新的高科技產(chǎn)品,三維激光掃描儀已經(jīng)成功的在文物保護(hù)、城市建筑測(cè)量、地形測(cè)繪、采礦業(yè)、變形監(jiān)測(cè)、工廠、大型結(jié)構(gòu)、管道設(shè)計(jì)、飛機(jī)船舶制造、公路鐵路建設(shè)、隧道工程、橋梁改建等領(lǐng)域里應(yīng)用。三維激光掃描儀,其掃描結(jié)果直接顯示為點(diǎn)云（pointcloud 意思為無數(shù)的點(diǎn)以測(cè)量的規(guī)則在計(jì)算機(jī)里呈現(xiàn)物體的結(jié)果）,利用三維激光掃描技術(shù)獲取的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù),可快速建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的場(chǎng)景的三維可視化模型,既省時(shí)又省力,這種能力是現(xiàn)行的三維建模軟件所不可比擬的 。

三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：

三維激光掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟,三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化,三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢(shì)就在于可以快速掃描被測(cè)物體,不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現(xiàn)。因此,其已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一,并在文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測(cè)量、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

1、測(cè)繪工程領(lǐng)域：大壩和電站基礎(chǔ)地形測(cè)量、公路測(cè)繪,鐵路測(cè)繪,河道測(cè)繪,橋梁、建筑物地基等測(cè)繪、隧道的檢測(cè)及變形監(jiān)測(cè)、大壩的變形監(jiān)測(cè)、隧道地下工程結(jié)構(gòu)、測(cè)量礦山及體積計(jì)算。

2、結(jié)構(gòu)測(cè)量方面：橋梁改擴(kuò)建工程、橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)量、結(jié)構(gòu)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、幾何尺寸測(cè)量、空間位置沖突測(cè)量、空間面積、體積測(cè)量、三維高保真建模、海上平臺(tái)、測(cè)量造船廠、電廠、化工廠等大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的測(cè)量；管道、線路測(cè)量、各類機(jī)械制造安裝。

3、建筑、古跡測(cè)量方面：建筑物內(nèi)部及外觀的測(cè)量保真、古跡（古建筑、雕像等）的保護(hù)測(cè)量、文物修復(fù),古建筑測(cè)量、資料保存等古跡保護(hù),遺址測(cè)繪,贗品成像,現(xiàn)場(chǎng)虛擬模型,現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)性影像記錄。

4、緊急服務(wù)業(yè)：反恐怖主義,陸地偵察和攻擊測(cè)繪,監(jiān)視,移動(dòng)偵察,災(zāi)害估計(jì),交通事故正射圖,犯罪現(xiàn)場(chǎng)正射圖,森林火災(zāi)監(jiān)控,滑坡泥石流預(yù)警,災(zāi)害預(yù)警和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),核泄露監(jiān)測(cè)。

5、娛樂業(yè)：用于電影產(chǎn)品的設(shè)計(jì),為電影演員和場(chǎng)景進(jìn)行的設(shè)計(jì),3D游戲的開發(fā),虛擬博物館,虛擬旅游指導(dǎo),人工成像,場(chǎng)景虛擬,現(xiàn)場(chǎng)虛擬。

6、采礦業(yè)：在露天礦及金屬礦井下作業(yè),以及一些危險(xiǎn)區(qū)域人員不方便到達(dá)的區(qū)域。例如：塌陷區(qū)域、溶洞、懸崖邊等進(jìn)行三維掃描。