地面三维激光扫描技术及其应用

地面三维激光扫描技术及其应用地面三维激光扫描技术及其应用徐进军徐进军[e-mail]1303713474313037134743PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、地面三维激光扫描的测量基本原理、地面三维激光扫描的测量基本原理22、地面三维激光扫描的数据处理、地面三维激光扫描的数据处理33、地面三维激光扫描的应用、地面三维激光扫描的应用44、地面三维激光扫描的在变形监测中、地面三维激光扫描的在变形监测中的应用的应用55、问题与发展、问题与发展PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建地面三维激光地面三维激光扫描扫描测量原理测量原理三维坐标确定采用空间极坐标法三维坐标确定采用空间极坐标法)cos()cos()sin()sin()sin(qaqaq⋅=⋅⋅=⋅⋅=SZSYSX11、地面三维激光扫描的测量原理、地面三维激光扫描的测量原理PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建系列系列IMAGE5003IMAGE5006PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建扫描仪与数码相机集成方式与作用扫描仪与数码相机集成方式与作用（（11）集成方式）集成方式集成式集成式组合式组合式随意式随意式PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（（22）像片的作用）像片的作用系统操作系统操作--------确定扫描区域确定扫描区域便于点云数据物体辨识便于点云数据物体辨识便于点云数据的解释便于点云数据的解释点云网眼纹里填充点云网眼纹里填充PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建地面三维激光扫描的分类地面三维激光扫描的分类(1)(1)按测程按测程––微距微距1m1m––近距离近距离100m100m––中程中程500mi500mi––远程远程500500，最大，最大2500m2500m(2)(2)按平台按平台––星载星载––机载机载––地面地面PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建((3)3)按测距原理按测距原理––脉冲式脉冲式––相位式相位式––三角法三角法(4)(4)按波长按波长––近红外近红外––绿色绿色PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建地面三维激光扫描仪的技术指标地面三维激光扫描仪的技术指标（（11）角分辨率）角分辨率––0.00170.0017ooàà66秒秒––3mm@1003mm@100米米:100:100米光斑直径米光斑直径3mm3mm（（22）测程）测程––最大测程：功率、反射率、波长最大测程：功率、反射率、波长––最短测程：测距原理、时间测量精度最短测程：测距原理、时间测量精度PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（（33）扫描速度）扫描速度点点//秒秒（（44）点位精度）点位精度------与重复次数有关与重复次数有关PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建地面三维激光扫描测量数据地面三维激光扫描测量数据————点云点云––三维坐标三维坐标––色彩色彩––反射强度反射强度PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建地面三维激光扫描特点地面三维激光扫描特点––高密度高密度,,高精度高精度,,用于形状测量用于形状测量––自动化自动化––非接触测量，夜间测量非接触测量，夜间测量––数据信息丰富数据信息丰富••三维坐标三维坐标••强度信息强度信息••色彩信息色彩信息––数据量大，设备贵，作业员要求高数据量大，设备贵，作业员要求高PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、地面三维激光扫描测量数据处理、地面三维激光扫描测量数据处理••数据采集数据采集PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建••点云裁剪：删掉每一站扫描点云废点点云裁剪：删掉每一站扫描点云废点••点云连接：将不同测站点云数据通过公共点云连接：将不同测站点云数据通过公共点转化到相同的坐标系中点转化到相同的坐标系中––共轭面转化法：共轭面转化法：三个以上不平行的共轭面，由这些共轭面求出三个平移及三个旋转参数（人工选）––标志控制点法：标志控制点法：由三个以上的控制点求转换参数（自动选）––后视棱镜法：后视棱镜法：––曲面匹配法：曲面匹配法：重叠区域的曲面匹配重叠区域的曲面匹配PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建••模型建立模型建立–许多工程测量的应用需将三维点云物件化，即結合点云形成线、面、体，以便后续分析，因此必须开发点云模型化的后续应用软件，才能发挥三维激光资料的功效。目前大多数的软件都提供一些基本的模型原件用于模型化，如平面、圆柱、球球、圆锥等，较为实用的软件会设计一套或数套不同的模型元件库，适应实际状况。例如可针对化工厂管线元件及鋼钢类型设计实际相应的模型，或针对建筑设计之建物元件建立建物模型库。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建–点云所蕴含的空间资讯是隐性的，須经过模型化处理才能成为显性的空间资讯，并得以向量式资料描述其几何外型。将这些向量式资料（或某部分的向量资料）投影至平面上则可形成二维的平面图或地图，当然也可以透視方式浏览所形成的三维空间资讯，若扫瞄时同时取得数位的光学影像，则可將影像敷贴于模型表面形成虚拟的实境景观。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、地面三维机光扫描仪应用、地面三维机光扫描仪应用----土木工程测量：道路、大坝、隧道、轨土木工程测量：道路、大坝、隧道、轨道等形状测量道等形状测量––地形测量：高陡变坡地形测量：高陡变坡––数字工场：厂房结构、管道的三维资料数字工场：厂房结构、管道的三维资料––文物保护文物保护––建筑物检测建筑物检测––虚拟现实（逆向工程）：实际形状与设虚拟现实（逆向工程）：实际形状与设计形状的对比计形状的对比––交通事故现场数据采集交通事故现场数据采集PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建三维激光扫描仪测量后重构的数字工三维激光扫描仪测量后重构的数字工厂、管线厂、管线3D3D模型模型PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、扫描测量在变形监测中的应用、扫描测量在变形监测中的应用4.14.1变形监测手段与特点变形监测手段与特点––““点式点式””测量手段测量手段全站仪，全站仪，GPSGPS––““面式面式””测量手段测量手段DD--InsarInsar（（+GPS+GPS）；摄影测量）；摄影测量；激；激光扫描光扫描––两种手段的测量特点两种手段的测量特点PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建扫描变形测量的数据处理方法扫描变形测量的数据处理方法（（11）点式处理法）点式处理法扫描测量后，根据扫描影像测量扫描测量后，根据扫描影像测量同名点的坐标，然后计算变形，作为同名点的坐标，然后计算变形，作为同名点，可以是人工标志，可以是自同名点，可以是人工标志，可以是自然标志；然标志；适合起伏变化极大的表面和变化适合起伏变化极大的表面和变化快速的变形测量；快速的变形测量；PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（（22）网格式处理法）网格式处理法根据扫描影像辨认出明显的标志根据扫描影像辨认出明显的标志点，然后拟合空间曲面，采用规则格点，然后拟合空间曲面，采用规则格网内插获得同名点，计算变形量；网内插获得同名点，计算变形量；适合于表面比较光滑和慢速运动适合于表面比较光滑和慢速运动的变形体，需要了解详细的局部变形的变形体，需要了解详细的局部变形信息的场合。信息的场合。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建滑坡变形监测滑坡变