1、干货 | 三维激光扫描技术知多少, 超全方面
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1. 三维激光扫描技术概述
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术, 作为20 世纪90 年代中期开始出现一项高新技术, 是测绘领域继GPS技术以后又一次技术革命。经过高速激光扫描测量方法, 大面积、 高分辨率地快速获取物体表面各个点(x
2、y.z)坐标、 反射率、 (R.G.B)颜色等信息, 由这些大量、 密集点信息可快速复建出1:1 真彩色三维点云模型, 为后续内业处理、 数据分析等工作提供正确依据。它含有快速性, 效益高、 不接触性、 穿透性、 动态、 主动性, 高密度、 高精度, 数字化、 自动化、 实时性强等特点, 很好处理了现在空间信息技术发展实时性与正确性颈瓶。
该技术突破了传统单点测量方法, 含有高效率、 高精度独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面三维点云数据, 所以能够用于获取高精度高分辨率数字地形模型, 关键经过高速激光扫描测量方法, 大面积高分辨率地快速获取被测对象表面三维坐标
3、数据, 大量空间点位信息。是快速建立物体三维影像模型一个全新技术手段。
三维激光扫描技术使工程大数据应用在众多行业成为可能。如工业测量逆向工程、 对比检测; 建筑工程中完工验收、 改扩建设计; 测量工程中位移监测、 地形测绘; 考古项目中数据存档与修复工程等等。
2、 三维激光扫描原理
三维激光扫描仪利用激光测距原理, 经过高速测量统计被测物体表面大量密集点三维坐标、 反射率和纹理等信息, 可快速复建出被测目标三维模型及线、 面、 体等多种图件数据。因为三维激光扫描系统能够密集地大量获取目标对象数据点, 所以相对于传统单点测量, 三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化
4、到面测量革命性技术突破。
三维激光扫描原理大致以下图所表示:
3、 三维激光扫描技术引入建筑工程意义
伴随三维扫描技术发展与成熟, 它很快成为空间数据获取一个关键技术手段, 并在很多行业引发技术性变革热潮。现在, 中国建筑行业处于变革阶段, BIM在我们从事行业中引爆, 不过都处于一个建模, 碰撞分析, 检测等方面, 但都没有深入衔接现实, 忽略施工工地数据流与建筑信息模型间流通转化, 何谈运维, 所以bim模型去哪了？并没有贯穿到bim全生命周期中去。 三维激光扫描技术在BIM中应用是最基础一个关键步骤, 对现场实际数据采集, 经过处理对BIM设计模型校核, 消除
5、设计与施工现场误差, 提供可用可交付bim模型, 这在机电安装预制化过程中起到关键作用。在管线综合中, 除了软件里软碰撞检验, 机电模型与现场点云模型硬碰撞也至关关键。三维激光扫描仪在工程建设中最本质应用就是现场数据获取, 区分于传统点测量, 它是建筑工程大数据, 任何测量、 实测实量、 施工节点对比、 模型校正、 完工交付, 数据留存、 质量检验等都是依靠于这一大数据, 也就衍生出很多应用。
三维激光扫描技术在 BIM 施工步骤中应用示意图表:
通常扫描应用方案总体能够分为三个阶段, 现场实测扫描、 点云数据处理、 高级三维检测。处理后数据能够直接导入到 CAD
6、 revit等软件辅助建模。下图, 是分阶段工作步骤图:
4、 三维激光扫描技术在工程建设中应用
（1）计划设计阶段: 三维激光扫描技术在工程建设计划早期能够完美提供工程建设现场1:1真彩色三维点云模型, 包含地形地貌, 交通线路, 周围建筑（及其细节信息, 如步行广场平台、 走廊、 楼梯位置、 坡道; 入口和出口点; 紧急通道和通风设施; 楼层之间连接等, 相比较无人机航拍更具细节信息）, 获取愈加全方面基础信息。为计划设计提供正确依据。另外, 设计建筑模型能够匹配到扫描点云数据中, 来深入检验设计与现场周围环境冲突。而Trimble扫描点云模型被作为多维架构开端, 进行AEC计
7、划、 设施资产清单整理, 三维框架应急计划和房地产计划等。
Trimble三维扫描技术不管在建筑施工进程前期、 中期、 后期各个阶段都可随时对工程进行扫描, 得到实测实量高精度点云模型。依据这些点云数据: 能够辅助设计人员对模型、 图纸做合理调整与变更; 能够帮助管理人员对工程质量及状 态进行检验; 对工程施工做完整3D 统计、 存档, 为后期运维提供真实数据依据。
（2）旧改项目中应用: 伴随城市发展, 几乎都见面临旧改问题, 因为设计及施工时间跨度大、 旧改时期极难找到完全和现场情况比配结构图纸资料, 这为接下来房建设计施工等工作带来不利原因。假如以传统测绘手段重新测量获取现场数据将是一个几乎不能完成任务, 在这种情况下使用三维激光扫描技术获取现场实际三维点云数据, 为设计方提供真实可靠数据进而很好地处理这个问题。
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