什么是三维激光扫描数据处理

Ⅰ 三维激光扫描技术应用原理！

三维激光扫描技术是一种强大的数据获取和建模工具，其核心原理是利用激光束投射、测量反射时间和强度来获取物体或场景的三维坐标信息。该技术主要通过以下步骤实现：

1. 测距与测角: 选择合适的测距方法，如三角测距法（微米级精度）、脉冲测距法（距离测量）或相位测距法（毫米级精度），同时采用角位移或线位移测量法获取角度数据。

2. 数据获取: 控制多面扫描棱镜，通过伺服驱动系统实现激光束的快速扫描，记录每个扫描点的距离和方向角，从而确定其三维空间坐标。

3. 定向: 通过计算和转换参数，确保扫描数据在不同坐标系间的正确对应，实现定向扫描。

激光扫描数据经过多角度融合处理，形成高精度的三维模型，广泛应用于建筑、制造、地质测量等领域，如地籍测量测绘中，能自动化地生成三维结构模型，显著提高作业效率和精度，减轻外业人员工作负担。

Ⅱ 三维激光扫描数据建模概述

三维激光扫描仪对地质标本进行全方位扫描，获取了地质标本的离散结构点（点云数据）之后，就可以开始建模工作了。

1）建模过程就是对点云数据进行实体转化，形成实体的三维标本网格数据，恢复被测标本的真实形体结构及实际尺寸，并使用照相机自动获取的纹理影像数据，给三维标本赋予纹理，完成真实结构、真实纹理的地质标本的三维数字化模型（图4.2）。

图4.2 标本点云数据实体化和赋予纹理的标本三维数字实体

2）岩石标本的三维数字化，需要用到Faro Scene的三角化构建功能。即在Faro Scene软件中，导入标本的点云数据进行网格构建，实现从点云数据转化为实体数据的过程，即转化为标本网格数据。

3）三维实体化的岩石标本还没有真实的纹理信息，需要利用三维激光扫描仪搭载的数码相机，自动获取纹理影像数据，在Faro Scene软件中，执行应用图像的命令，给岩石标本三维网格体赋予纹理，实现真实结构、真实纹理的岩石标本三维数字化。最后，生成Cache.c3 d、Information.c3 d、Level1.c3 d、World.c3 d及htm文件的一系列三维模型文件。

4）利用KUBIT PointCloud 6.0 软件，对标本的离散结构点云数据，进行实体转化，构建具备标本真实形体结构、实际尺寸的标本实体网格数据。

图4.3 三维激光扫描的标本点云数据、处理中的点云数据、实体化的点云数据和带纹理的高精度模型

5）利用KUBIT PhotoPlan 6.0软件，给标本网格贴上纹理，就构成了具有真实结构、真实纹理的标本三维数字模型（图4.3）。

6）最后添加鼠标互动浏览操作功能，按下鼠标左键，移动鼠标可以上、下、左、右旋转模型，鼠标中间滑轮可以放大、缩小模型。

Ⅲ 三维扫描可以做什么

三维激光扫描技术又称作高清晰测量，也被称为“实景复制技术”，它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量密集点的三维坐标信息和反射率信息，将各种大实体或实景的三维数据完整地采集到计算机中。①

它提供了一种快速准确的方法将实物数字化，且 具有速度快、精度高的优点 。它能实现非接触测量，因此在建筑领域应用更加安全和快捷。

通过三维扫描技术得到的高密度、有精确三维坐标的三维激光数据称之为 点云 。在建筑行业可利用点云做三维建模，高精度三维点云数据通过算法拟合生成曲面，精度高，同时建模速度快。

1、实测实量

三维扫描技术是将实景复制的，平距、斜距、垂距、净空、直径、角度、方位角、坡度和坐标等数据，都可以在点云处理软件中点几下鼠标轻松量测出。

在某个对平整度要求比较高的工程，使用平整分析工具，可以测算出现状与需求面（平面或曲面）之间的偏差，并输出报表及指定分辨率下的CAD图纸。

可以将处理完成的三维空间与同事、客户分享，不仅可以分享三维空间文件，还可以分享为图像、视频、网页等形式，便于查看和协同工作。

三维激光扫描可以获取地表面点云，并赋予绝对坐标，然后计算设计曲面与原始曲面之间的土方量，即为“土方开挖预估量”。工程可覆盖土方、滑坡体积、储存空间、容积等方面，可以准确清晰的辅助施工。

三维扫描可以获取高精度实景数据，可以与现有虚拟的BIM模型做冲突对比，为下部工程进场做验证分析。

大型设备进场路线、运输优化。工厂作业、运行范围的碰撞检测。

扫描数据自带带影像及坐标，无需二维图纸。能够提交所需的范围、精度、分辨率和影像。快速捕获建筑地标并为注释添加图像，以这种方式深入记录场地。

不同于实测实量，可以将BIM模型与现状进行对比，使三维模型的优化更加直观，便于BIM模型深化。

图中红色部分偏差较大

Ⅳ 三维激光扫描原理

三维激光扫描是一种通过激光测距原理获取物体表面点云数据的技术。

三维激光扫描的基本原理

激光发射

三维激光扫描系统首先通过激光发射器发射一束激光光束。这个激光光束可以是可见光激光或红外激光，具体取决于应用需求。

光束照射目标表面

激光光束照射在目标表面上。当激光光束击中目标表面时，光线会被目标表面反射。

接收反射光

传感器系统在设备上装有接收器，用于接收被目标表面反射回来的激光光束。这个接收器通常也包含一个接收光电元件（例如光电二极管）。

测量光的飞行时间

系统测量激光光束从发射器发射到目标表面反射回接收器的总时间，即光的飞行时间。这个时间可以用来计算激光光束在空气中传播的距离。

计算距离

利用光的飞行时间和光速，系统可以计算出激光光束传播的距离。这个距离就是激光光束从设备发射到目标表面反射回来的距离。

生成点云数据

通过连续的激光光束发射和接收，系统可以获取目标表面上许多点的距离数据。这些数据被组织成一个点云，其中每个点的坐标表示空间中的一个位置。

数据处理和三维建模

采集到的点云数据可以通过计算机算法进行处理，以生成目标的三维模型。这包括去除噪声、点云配准、重建曲面等步骤，最终得到高精度的三维模型。

总体而言，三维激光扫描利用激光光束的测距原理，通过测量光的飞行时间来计算目标表面上各个点的距离，从而获取目标的准确三维坐标信息。这项技术在制造、建筑、文物保护等领域有广泛的应用。