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本公司專注于三維激光掃描測(cè)量、傳統(tǒng)工程測(cè)繪、數(shù)據(jù)分析、建模等,為BIM設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、工程建設(shè)、古建遺產(chǎn)數(shù)字化檔案提供服務(wù)。
三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用探討
隨著三維激光掃描測(cè)量技術(shù)、三維建模的研究以及計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境的不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,如制造業(yè)、文1物保護(hù)、逆向工程、電腦游戲業(yè)、電影特技等,逐步從科學(xué)研究發(fā)展到進(jìn)入了人們?nèi)粘I畹念I(lǐng)域。三維激光掃描技術(shù)的介入促進(jìn)了應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,同時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域的大量需求成為其研究的動(dòng)力,三維激光掃描測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。激光掃描技術(shù)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)、定位系統(tǒng)(GPS)、電荷耦合(CCD)等技術(shù)相結(jié)合,在大范圍數(shù)字高程模型的實(shí)時(shí)獲取、城市三維模型重建、局部區(qū)域的地理信息獲取等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),成為攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的一個(gè)重要補(bǔ)充。同時(shí)在工程、環(huán)境檢測(cè)和城市建設(shè)等方面均有成功的應(yīng)用實(shí)例,如斷面三維測(cè)繪、繪制大比例尺地形圖、災(zāi)害評(píng)估、建立3D城市模型、復(fù)雜建筑物施工、大型建筑的變形監(jiān)測(cè)等。隨著三維激光掃描技術(shù)在測(cè)量中的廣泛應(yīng)用,基于MicroStation下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理將為三維建模開辟新的空間。
三維激光影像掃描儀測(cè)量原理
三維激光掃描系統(tǒng)的工作過程是一個(gè)不斷重復(fù)的數(shù)據(jù)采集和處理過程,它采用儀器坐標(biāo)系下的三維空間點(diǎn)組成的點(diǎn)云圖來表達(dá)對(duì)目標(biāo)物體采樣的結(jié)果。三維激光掃描系統(tǒng)通過內(nèi)置伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)控制多面反射棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng),使脈沖激光束沿橫軸方向和縱軸方向快速掃描。通過測(cè)量掃描儀到目標(biāo)點(diǎn)的距離值和激光束的水平方向值和豎直方向值計(jì)算激光腳點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在以后類似的工程項(xiàng)目當(dāng)中,應(yīng)該積極大力推廣三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用。
掃描
在選定的測(cè)站上架設(shè)掃描儀,調(diào)整好儀器的姿態(tài)。將掃描儀和筆記本使用網(wǎng)線連接,打開掃描儀的電源。啟動(dòng)Cyclone軟件,建立筆記本與掃描儀的通訊,掃描過程由Cyclone軟件控制,通過集成的數(shù)碼相機(jī)拍攝掃描對(duì)象的影像,在影像上選取掃描區(qū)域。掃描儀根據(jù)軟件環(huán)境中設(shè)置的參數(shù)(行、列數(shù)和掃描的分辨率等)自動(dòng)進(jìn)行掃描。三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)處理利用三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建實(shí)體三維幾何模型時(shí),不同的應(yīng)用對(duì)象、不同點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特性,三維激光掃描數(shù)據(jù)處理的過程和方法也不盡相同。
每測(cè)站完成掃描后,均需要對(duì)控制標(biāo)靶進(jìn)行精細(xì)掃描。該掃描過程通過選取控制標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn),為每個(gè)標(biāo)靶設(shè)置唯壹的標(biāo)識(shí),然后通過精細(xì)掃描該區(qū)域確定控制標(biāo)靶的中心點(diǎn),相同的控制標(biāo)靶在不同測(cè)站中的標(biāo)識(shí)必須相同,否則無法將各掃描站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)下。點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理CycloneAutoCADMicroStation間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理Cyclone提供AutoCADMicroStation專門接口,可將Cyclone直接掛到AutoCADMicroStation軟件下進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理。
三維建模
利用Cyclone軟件提供的豐富的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理功能,通過選取、截取、圍欄選定的點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配生成面和復(fù)雜形體表面的不規(guī)則i角網(wǎng)(TIN),建成三維模型,如圖4所示。
點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究Cyclone軟件提供了面向AutoCAD的接口CloudWorx for AutoCAD和面向AutoCAD與Microstation的CycloneObject Exchange(COE)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接口。三維掃描儀是一種科學(xué)儀器,用來偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀(幾何構(gòu)造)與外觀數(shù)據(jù)(如顏色、表面反照率等性質(zhì))。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究中,選取某一建筑物做為目標(biāo),將掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入AutoCAD與Microstation中進(jìn)行處理得到基本相近的建筑物的框線圖,