三維激光掃描技術(shù)不僅僅是你想的那樣!這些應(yīng)用還你一個真實世界

2020-04-03 16:44
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三維激光掃描技術(shù)又稱為實景復(fù)制技術(shù),利用激光測距原理,通過高速激光掃描測量方法,大面積、高分辨率地獲取被測對象表面的高精度三維坐標數(shù)據(jù)以及大量空間點位信息,可以快速建立高精度(精度可達毫米級)、高分辨率的物體真實三維模型以及數(shù)字地形模型。是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命。

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相較于傳統(tǒng)二維平面圖紙的抽象表示,三維激光掃描技術(shù),可以直觀反映真實世界的本來面目,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,主要有文物古跡保護、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計、建筑監(jiān)測、交通事故分析、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評估、船舶設(shè)計、數(shù)字城市、軍事等。

三維激光掃描系統(tǒng)根據(jù)其搭載的不同的平臺分為:

1) 固定式激光掃描系統(tǒng)

也稱地面三維激光掃描儀,使用時在地面不同方位設(shè)置測站進行掃描。

2) 車載激光掃描系統(tǒng)

以汽車作為平臺,在連續(xù)移動過程中連續(xù)快速掃描。

3) 機載激光掃描系統(tǒng)

以無人機或有人機作為平臺,在空中對地面進行連續(xù)快速掃描。

4) 手持型激光掃描系統(tǒng)

屬于便攜式激光掃描儀,使用簡單、快捷、輕便。

5)   背包式激光掃描系統(tǒng)

采用人工背包式背負作業(yè),能適應(yīng)復(fù)雜路線及環(huán)境。

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去年公司給14米高的媽祖進行掃描,用的就是大空間掃描儀


一、古建文物保護領(lǐng)域

   

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  根據(jù)掃描獲取的點云數(shù)據(jù),生成古建正射影像。根據(jù)正射影像可繪制古建平面、立面及剖面圖等傳統(tǒng)施工圖紙。

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  根據(jù)三維點云模型可輔助建模,細節(jié)更加豐富,模型更加真實準確,方便后續(xù)對古建的修復(fù)、維護及展示等工作。


二、工程領(lǐng)域

   1.地形測量

三維激光掃描技術(shù)在測繪領(lǐng)域,其最基本的應(yīng)用之一就是地形圖繪制?;趻呙璧木汓c云可直接生成三維地形模型,自動提取等高線,同時可獲取三維及二維數(shù)據(jù)資料。與傳統(tǒng)測繪手段相比,三維激光掃描具有:效率高、細節(jié)豐富、成果形式多樣。一次測量,地物、地形同時獲得。

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3D數(shù)字高程

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三維地表模型




2.規(guī)劃、設(shè)計

    項目規(guī)劃設(shè)計階段,首要工作是獲得項目及周邊的環(huán)境信息,環(huán)境信息越充分,規(guī)劃設(shè)計工作越得心應(yīng)手。采用三維激光掃描技術(shù)對項目目標環(huán)境進行掃描,取得的高精度三維模型,不僅直觀、真實,而且包含有項目目標的全部空間信息,對規(guī)劃設(shè)計工作可以起到事半功倍的效果。

在取得的三維空間信息的基礎(chǔ)上,可以進一步進行日照分析、管道分析等。

3.老舊建筑的維護、修復(fù)、測量

對于老舊建筑,采用三維掃描技術(shù)可以逆向繪制CAD圖紙,輔助進行設(shè)計、施工、測量等工作。

4. 工程測量

由于具有高精度、掃描數(shù)據(jù)全面的特點,三維激光掃描技術(shù)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工程測量,并在某些方面解決傳統(tǒng)手段解決不了的難題,發(fā)揮獨特的作用。

(1)監(jiān)理測量三維激光掃描是真實場景的復(fù)制,資料具有客觀可靠性,為監(jiān)理隱蔽工程、重點部位工程質(zhì)量提供有效依據(jù),為避免日后的糾紛提供了客觀依據(jù)。

(2)竣工測量竣工測量要求對實際施工完成的建筑物進行測量,基于對實景掃描及高精度的特點,三維激光掃描技術(shù)在對異形建筑測量等方面,可以發(fā)揮獨特的優(yōu)勢。

(3)   隧道測量通過三維激光掃描儀進行測量,獲取隧道表面海量數(shù)據(jù)點,可生成真實隧道模型,無論是超欠挖分析還是收斂變形分析,結(jié)果都更加精準。

5.變形監(jiān)測

  由于三維激光掃描技術(shù)具有高精度的特點,在一定的條件控制下,精度可達到1毫米以內(nèi),三維激光掃描技術(shù)可以用來對變形進行監(jiān)測。主要應(yīng)用在建筑物變形監(jiān)測、基坑變形監(jiān)測、橋梁變形監(jiān)測、隧道變形監(jiān)測以及地表形變監(jiān)測等方面。

6.土方和體積測量    

  采用三維激光掃描儀對現(xiàn)場地形地貌進行掃描,獲得現(xiàn)場高精度三維地形數(shù)據(jù),對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理后可以計算出土方工程量或其它相關(guān)體積。

1.三維掃描協(xié)助BIM進行逆向建模

(1)通過三維激光掃描取得真實、精確點云模型。

(2)采用相關(guān)軟件輔助建立BIM模型。

2. 輔助裝飾裝修等二次設(shè)計

1掃描取得的點云模型提供直觀及全面的原始室內(nèi)原始設(shè)計數(shù)據(jù)。

2)在真實模型基礎(chǔ)上進行的裝修設(shè)計更加完善、減少變更及返工。

3)在真實模型基礎(chǔ)上進行幕墻設(shè)計可以提高設(shè)計精度和施工質(zhì)量。

3.施工檢測及驗收

1)BIM模型可以指導(dǎo)施工,三維掃描模型可以描述真實情況,將兩者進行對比,不僅可以發(fā)現(xiàn)施工偏差,還可以檢測施工質(zhì)量。

2實際施工模型與設(shè)計BIM模型對比,可以檢查施工偏差情況。

3施工偏差及施工質(zhì)量分析數(shù)據(jù)一目了然。

三、電力管理領(lǐng)域

對已建成的電力網(wǎng)絡(luò),需要有效地對其進行巡線管理,以確保電力的安全輸送。

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多平臺激光雷達系統(tǒng)具有快速獲取高精度激光點云和高分辨率數(shù)碼影像的優(yōu)點,可以獲得輸電線路相關(guān)距離測量的數(shù)據(jù),適用于對新建線路的走向選擇設(shè)計、對已建線路的危險點巡線檢查、線路資產(chǎn)管理以及各種專業(yè)分析。

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以高精度、高分辨率正射影像和激光點云數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合架空送電線路設(shè)計業(yè)務(wù)需求,實現(xiàn)線路路徑優(yōu)化設(shè)計、桿塔優(yōu)化設(shè)計的一體化全流程應(yīng)用?;谄拭孢M行塔位優(yōu)化,根據(jù)塔位坐標數(shù)據(jù)、塔基斷面數(shù)據(jù)對線路各種指標進行統(tǒng)計分析。

利用無人機激光雷達系統(tǒng)獲取的高精度點云可以檢測建筑物、植被、交叉跨越等對線路的距離是否符合運行規(guī)范,線間距是否滿足安全運行的要求;同時相機獲取的高清晰度的影像,可以讓巡檢人員在室內(nèi)進行線路設(shè)施設(shè)備和通道異常的判別。根據(jù)分類得到的電力線、植被和地面等分類的點云,可以計算出靠近電力線的植被并標記出來,可以起到預(yù)警的效果。

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通過采集的高精度激光點云和高分辨率數(shù)碼影像數(shù)據(jù),處理成DOM、DEM,結(jié)合分類后的點云,可以實現(xiàn)電力線路三維建模,恢復(fù)線路走廊地形地貌、地表附著物(樹木、建筑等)、線路桿塔三維位置和模型等,輔以線路設(shè)施設(shè)備參數(shù)錄入,可實現(xiàn)線路資產(chǎn)管理。

四、影視制作領(lǐng)域

在影視拍攝中,一些特殊的場景和道具無法進行實拍,或者在一些大型動畫的制作中,采用三維激光掃描技術(shù)對場景或道具進行掃描、建模,然后利用計算機進行后期制作,在大大減少人力投入的同時,效果也更顯逼真。


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三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用遠不僅限于以上場景,由于與真實三維世界高度契合,符合大數(shù)據(jù)時代的技術(shù)發(fā)展趨勢,三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用必定在相關(guān)領(lǐng)域中快速發(fā)展、大展身手,讓我們拭目以待。目前公司掃描業(yè)務(wù)已經(jīng)涉及口腔醫(yī)療、古文物維護、古文物修復(fù)、機械零部件檢測等領(lǐng)域,如果有這方面可以點擊首頁聯(lián)系哦。                               

 

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