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本公司專注于三維激光掃描測量、傳統(tǒng)工程測繪、數(shù)據(jù)分析、建模等,為BIM設(shè)計、城市規(guī)劃、工程建設(shè)、古建遺產(chǎn)數(shù)字化檔案提供專業(yè)服務(wù)。
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云數(shù)據(jù)構(gòu)建實體三維幾何模型時,不同的應(yīng)用對象、不同點云數(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。概括地講,整個數(shù)據(jù)處理過程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、幾何模型重建和模型可視化。數(shù)據(jù)采集是模型重建的前提,數(shù)據(jù)預(yù)處理為模型重建提供可靠精選的點云數(shù)據(jù),降低模型重建的復(fù)雜度,提高模型重構(gòu)的精1確度和速度。數(shù)據(jù)預(yù)處理階段涉及的內(nèi)容有點云數(shù)據(jù)的濾波、點云數(shù)據(jù)的平滑、點云數(shù)據(jù)的縮減、點云數(shù)據(jù)的分割、不同站點掃描數(shù)據(jù)的配準及融合等;模型重建階段涉及的內(nèi)容有三維模型的重建、模型重建后的平滑、殘缺數(shù)據(jù)的處理、模型簡化和紋理映射等??捎糜谠O(shè)施的二維制圖還原(如:針對陳舊設(shè)施、年久失修的設(shè)施、數(shù)據(jù)缺損的設(shè)施、老化變形的設(shè)施等)及無紙化操作。實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)三維激光掃描數(shù)據(jù)的特點及建模需求,選用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理策略和方法。
三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用探討
?、倭Ⅲw模型的建立:此項功能是三維激光掃描技術(shù)的強項,主要用于物體立體模型的建立(房屋、橋梁、城堡、廠區(qū)設(shè)備等)、考古與文1物保護、工業(yè)設(shè)備計測、三維數(shù)字地面模型建立、三維城市漫游建立,滿足未來3D數(shù)據(jù)采集等方面。
?、诮柚鷻C載和船載激光掃描設(shè)備可以完成水地和地面地形測量。
?、刍卤O(jiān)測和確定滑坡區(qū)域:通過比較兩次或多次掃描數(shù)據(jù),從而進行分析和確定滑坡區(qū)域和對滑坡區(qū)域檢測,達到減災(zāi)防災(zāi)和對災(zāi)害造成范圍的確定。
④逆向工程中的應(yīng)用,是針對一現(xiàn)有工件樣品或模型,利用手持三維激光掃描儀準確快速地將輪廓坐標測得,并加以建構(gòu)曲面,編輯、修改后傳輸?shù)紺AD模型系統(tǒng),再由工路徑送至加工機,制作所需模具或送到快速成型機將樣品模型制作出來
激光掃描三維測量原理
三維激光掃描系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集獲得測距觀測值S,激光脈沖橫向掃描角度觀測值α和縱向掃描角度觀測值θ。激光掃描三維測量一般使用儀器內(nèi)部坐標系統(tǒng),x軸在橫向掃描面內(nèi),Y軸在橫向掃描面內(nèi)與x軸垂直,z軸與橫向掃描面垂直,如圖2所示。按照三維激光掃描技術(shù)掃描的間隔來劃分,可分為機載三維激光掃描儀(Lidar)、地面工程型三維激光掃描儀(HDS)和近間隔三維激光掃描儀。由此可得到三維激光腳點坐標的計算公式:X=Scosθcosα,Y=Scosθsinα,Z=Ssinθ。
掃描
在選定的測站上架設(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)碼相機拍攝掃描對象的影像,在影像上選取掃描區(qū)域。本文采用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如下:Cyclone→AutoCAD→MicroStation。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)自動進行掃描。
每測站完成掃描后,均需要對控制標靶進行精細掃描。該掃描過程通過選取控制標靶區(qū)域內(nèi)的點,為每個標靶設(shè)置唯壹的標識,然后通過精細掃描該區(qū)域確定控制標靶的中心點,相同的控制標靶在不同測站中的標識必須相同,否則無法將各掃描站的點云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個坐標系統(tǒng)下。點云數(shù)據(jù)的漏洞修復(fù)主要采用兩種方法:當空洞出現(xiàn)在平面區(qū)域內(nèi),比如窗戶或者墻面上的洞,可采用線性插值的方法填補空洞數(shù)據(jù)。