1、技術原理

三維激光掃描技術是近年來出現的新技術，在國內越來越引起研究領域的關注。它利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據。

由于三維激光掃描系統可以密集地大量獲取目標對象的數據點，因此相對于傳統的單點測量，三維激光掃描技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。

維激光掃描系統包含數據采集的硬件部分和數據處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。

地面式激光掃描系統

背包式激光掃描系統

2、數據信息

三維激光掃描儀，其掃描結果直接顯示為點云。一般來說，這些點云包含以下數據信息：

1.三維激光掃描儀高度智能化，無需人工干預，三維激光掃描儀自動發射的激光，即可測得目標物表面點的三維坐標信息，快速簡單，實現一鍵自動掃描。

2.三維激光掃描儀以水平和豎直方向同時全方位快速的獲取高精度，高分辨率的海量的點位數據?，F場所有肉眼能見的物體（玻璃、水、鏡面反射物體除外）都可以掃描得到。

對于半透明物體（玻璃制品、水、鏡面反射物體），或者顏色較暗的工件，需要在工件表面噴上薄薄的一層顯像劑，目的是是為了更好的掃描出物體的三維特征，數據會更精確。

*.現在三維激光掃描儀最大速度已經達到100萬點每秒，這是三維激光掃描儀對物體詳細描述的基本保證，古文體，工廠管道，隧道，地形等復雜的領域無法測量已經成為過去式。

4.三維激光掃描儀每次測量的數據不僅僅包含X,Y,Z點的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反射率的信息，為快速復建出1:1吉印通色三維點云模型提供一種全新的技術手段。

*.三維激光掃描儀采用非接觸目標的方法，人員無需接觸被測物體，即可直接采集物體表面的三維數據，降低了異形建筑，危險場景（高空，電廠，輻射）的測量風險，為測量提供安全。

6.三維激光掃描儀是通過直接獲取數字信號采集數據的，所以具有全數字特征，方便進行后期處理和輸出，與Bentley、Revit、AutoCAD、SketchUp、ArchiCad、Rhino、Tekla等軟件有很好的共享性。

*、數據處理方式

利用三維激光掃描技術獲取的空間點云數據，即可用于建立結構復雜、不規則的場景的三維可視化模型，又可以用于生成數字高程模型（DEM），用于土方計算、檢測地質災害等。

1.數字高程模型（DEM）

利用獲取的點云數據，通過噪聲點處理后進行柵格化，可以生成高質量的數字表面模型（DSM)。

同時，通過對點云數據自動化預處理，再利用人工編輯進行地面濾波，濾除其中的非地面點，剩余的地面點通過構建不規則三角網（TIN）等模型進行柵格化，可得到高精度的數字高程模型（DEM）數據，也可以轉換為等高線數據。

利用點云生成的DEM模型，可以用來進行土方計算、檢測地質災害等。

1）土方計算

通過激光掃描儀得到的高精度激光點云，可用于構建地形三維模型，為勘察設計提供斷面量測、坡度坡向量測、土方填挖量等信息，大大減少工程勘察設計中的外業工作量，縮短工作周期。

2）監測地質災害

通過地形三維模型的建立，大面積監測地形的變化，將在不同時間點掃描的點云進行比較，以作出風險評估，為預防地質災害的發生提供依據。

2.點云三維模型

點云建模需要利用三維實景建模軟件ContextCapture，ContextCapture可以更好地評估點云并生成更精確的工程模型。

ContextCapture可以對點云進行增強、分割、分類，并與工程模型相結合。利用ContextCapture的高級三維建模、橫截面切割、斷裂線和地形提取功能，能快速高效地對竣工條件進行建模并支持設計流程。

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通過點云數據建立的實景模型，可以用于道路測量、電力巡檢、古建筑修繕、城市規劃、交通管理、消防救護、應急安防、防震減災等。

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