三維激光掃描技術(shù)是上世紀(jì)九十年代中期開(kāi)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(guò)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)。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。
目前,市面上的三維激光掃描儀大多具有以下功能:
1.三維測(cè)量
傳統(tǒng)測(cè)量概念里,所測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果輸出的都是二維結(jié)果。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(wú)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,這樣的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺(jué),是一般測(cè)量手段無(wú)法做到的。
2.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,三維激光掃描儀的誕生改變了這一現(xiàn)狀。每秒1000點(diǎn)的測(cè)量速度已經(jīng)讓測(cè)量界大為驚嘆,而脈沖掃描儀限值速度已經(jīng)達(dá)到50000點(diǎn)每秒,相位式掃描儀三維激光掃描儀限值速度已經(jīng)達(dá)到120萬(wàn)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(wú)法測(cè)量已經(jīng)成為過(guò)去式。
三維激光掃描儀的應(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(lái)可以對(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(lè)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(kāi)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。
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