三維激光掃描技術(shù)

1、三維激光掃描技術(shù)三維激光掃描技術(shù)三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，作為20世紀(jì)90年代中期開始出現(xiàn)的一項高新技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命，通過高速激光掃描測量的方法，大面積、高分辨率地快速獲取物體表面各個點的（x.y.z）坐標(biāo)、反射率、（R.G.B）顏色等信息，由這些大量、密集的點信息可快速復(fù)建出1:1的真彩色三維點云模型，為后續(xù)的內(nèi)業(yè)處理、數(shù)據(jù)分析等工作提供準(zhǔn)確依據(jù)。具有快速性，效益高、不接觸性、穿透性、動態(tài)、主動性，高密度、高精度，數(shù)字化、自動化、實時性強(qiáng)等特點，很好的解決了目前空間信息技術(shù)發(fā)展實時性與準(zhǔn)確性的頸瓶。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨

2、特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型，主要通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，大量的空間點位信息。是快速建立物體的三維影像模型的一種全新的技術(shù)手段。三維激光掃描技術(shù)使工程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用在眾多行業(yè)成為可能。如工業(yè)測量的逆向工程、對比檢測；建筑工程中的竣工驗收、改擴(kuò)建設(shè)計；測量工程中的位移監(jiān)測、地形測繪；考古項目中的數(shù)據(jù)存檔與修復(fù)工程等等。三維激光掃描原理三維激光掃描儀利用激光測距的原理，通過高速測量記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速復(fù)建出被測目標(biāo)的三維模

3、型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)點，因此相對于傳統(tǒng)的單點測量，三維激光掃描技術(shù)也被稱為從單點測量進(jìn)化到面測量的革命性技術(shù)突破。三維激光掃描技術(shù)引入建筑工程的意義隨著三維掃描技術(shù)的發(fā)展與成熟，它很快成為空間數(shù)據(jù)獲取的一種重要技術(shù)手段，并在很多行業(yè)引起技術(shù)性變革的熱潮。目前，國內(nèi)建筑行業(yè)處于變革的階段，BIM在我們從事的行業(yè)中引爆，但是都處于一種建模，碰撞分析，檢測等方面，但都沒有深入銜接現(xiàn)實，忽略施工工地數(shù)據(jù)流與建筑信息模型間的流通轉(zhuǎn)化，何談運維，所以bim模型去哪了？并沒有貫穿到bim的全生命周期中去。三維激光掃描技術(shù)在BIM中的應(yīng)用是最基礎(chǔ)的

4、一個重要環(huán)節(jié)，對現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過處理對BIM設(shè)計模型校核，消除設(shè)計與施工現(xiàn)場的誤差，提供可用可交付的bim模型，這在機(jī)電安裝預(yù)制化過程中起到關(guān)鍵作用。在管線綜合中，除了軟件里的軟碰撞檢查，機(jī)電模型與現(xiàn)場點云模型的硬碰撞也至關(guān)重要。三維激光掃描儀在工程建設(shè)中最本質(zhì)的應(yīng)用就是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的獲取，區(qū)別于傳統(tǒng)的點測量，它是建筑工程的大數(shù)據(jù)，任何測量、實測實量、施工節(jié)點對比、模型校正、竣工交付，數(shù)據(jù)留存、質(zhì)量檢查等都是依托于這一大數(shù)據(jù)，也就衍生出很多的應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)在BIM施工流程中應(yīng)用示意圖表通常的掃描應(yīng)用方案總體可以分為三個階段,現(xiàn)場實測掃描、點云數(shù)據(jù)處理、高級三維檢測。處理后CAD、r

5、evit等軟件輔助建模。下圖，是分階段的工作流程圖:的數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入到現(xiàn)場實測掃描wsa點云數(shù)據(jù)處理高級三維檢測依據(jù)點云建模FAROXI30掃描儀是一個面向廣泛掃描應(yīng)用的革命性多功能三維白描解決案。其應(yīng)用范圍：BIM.建鼠結(jié)構(gòu)變形、工業(yè)設(shè)施、文化遺產(chǎn)、事故調(diào)查、法醫(yī)鑒定等專業(yè)口TrimbleRealWorks是專為掃描專業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的、功能強(qiáng)大的辦公軟件.可從各種三維激光掃描儀導(dǎo)入豐富的數(shù)據(jù)并將黑專懊為引人注目的三維成果，TrimbleRealWorks為數(shù)據(jù)可視化、通用CAD雌平臺叱了一藹雖那標(biāo)近具.可以曲亍點云與點云數(shù)據(jù)對比、點云與HIM模型對比,并生成可交付成果輔助設(shè)計及施工,避免后處

6、理等等.TrtmbleRealWorks提供了非常豐富的點云導(dǎo)入導(dǎo)出接口，與AutoCAD、Revit.SketchU房主流CAD頻件無鏈銜接.點云數(shù)據(jù)可以完美導(dǎo)入到R”it中.輔助一.(1)規(guī)劃設(shè)計階段：三維激光掃描技術(shù)在工程建設(shè)規(guī)劃初期可以完美的提供工程建設(shè)現(xiàn)場1:1的真彩色三維點云模型，包括地形地貌，交通線路，周邊建筑(及其細(xì)節(jié)信息，如步行廣場的平臺、走廊、樓梯的位置、坡道；入口和出口點；緊急通道和通風(fēng)設(shè)施；樓層之間的連接等，相比較無人機(jī)航拍更具細(xì)節(jié)信息)，獲取更加全面的基礎(chǔ)信息。為規(guī)劃設(shè)計提供準(zhǔn)確依據(jù)。另外，設(shè)計的建筑模型可以匹配到掃描的點云數(shù)據(jù)中，來進(jìn)一步檢查設(shè)計與現(xiàn)場周邊環(huán)境的沖突

7、。而Trimble掃描的點云模型被作為多維架構(gòu)的開端，進(jìn)行AEC規(guī)劃、設(shè)施資產(chǎn)清單整理，三維框架的應(yīng)急計劃和房地產(chǎn)計劃等。Trimble的三維掃描技術(shù)無論在建筑施工進(jìn)程前期、中期、后期的各個階段都可隨時對工程進(jìn)行掃描，得到實測實量的高精度點云模型。依據(jù)這些點云數(shù)據(jù)：可以輔助設(shè)計人員對模型、圖紙做合理的調(diào)整與變更；可以幫助管理人員對工程質(zhì)量及狀態(tài)進(jìn)行檢查；對工程施工做完整的3D記錄、存檔，為后期運維提供真實的數(shù)據(jù)依據(jù)。(2)舊改項目中的應(yīng)用：隨著城市的發(fā)展，幾乎都會面臨舊改的問題，由于設(shè)計及施工的時間跨度大、舊改時期很難找到完全和現(xiàn)場情況比配的結(jié)構(gòu)圖紙資料，這為接下來的房建設(shè)計施工等工作帶來不利

8、因素。如果以傳統(tǒng)的測繪手段重新測量獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)將是一個幾乎不能完成的任務(wù)，在這種情況下使用三維激光掃描技術(shù)獲取現(xiàn)場實際三維點云數(shù)據(jù)，為設(shè)計方提供真實可靠的數(shù)據(jù)進(jìn)而很好地解決這個問題。數(shù)據(jù)采集、幾何測量施工質(zhì)量檢測、結(jié)構(gòu)檢查工程記錄、隱蔽驗收空間位置沖突檢測土方測定、容積檢測點云數(shù)據(jù)處理，智能量測點擊幾下鼠標(biāo)就可以輕松量濡出平距、斜距、垂初、在空、直徑、角度、方位角、坡度、傾角和坐標(biāo)等一序列數(shù)據(jù)，管理、處理和分析海量敷雷集,通過部分加就技術(shù)有效地管理海量數(shù)據(jù)集方便地從掃描數(shù)據(jù)中提取目標(biāo)I通過生成漫游視頻和谷歌地球KML模型來展示成果4提供點云全自動配準(zhǔn)功能1快速檢查目標(biāo)用量4生成點云圮準(zhǔn)報告，將

9、天寶GN0、光學(xué)儀卷和3D掃描儀的數(shù)據(jù)有效地結(jié)合在一起，輕松將所劃內(nèi)容事出到各個CAD設(shè)計平臺4發(fā)布獨立的項目數(shù)據(jù)包用于脫機(jī)檢視、瀏覽、1Ht和標(biāo)記注葬高級3D僉測天寶RedWodts的高級檢測功能是監(jiān)測應(yīng)用的理想工具.如土木工程（道路F隧道和橋梁）以及獷山的監(jiān)測.其成果可為用戶提供更加豐目、詳細(xì)和有用的悟息I*檢洌蝮工數(shù)據(jù)，格其與實際設(shè)計進(jìn)行比較.，產(chǎn)生并可視化檢查結(jié)果,探菊任何變化,4莪勢差異和碎的二維和3口可視化成果，使變形分析更加容曷.A在CXD設(shè)計文件d%!dwg中，入斷面圖和幾何設(shè)計圖元，以d、f.小或（1匕擅格式導(dǎo)出圖形文件.上利用R'lHurk"的打印界面直接

10、打印結(jié)果，實現(xiàn)宿感共享.蒂次點云剖面對比色調(diào)回在顧視圉中的點云剖切位就依據(jù)點云建模經(jīng)過Timiblt?KuHWurku處理后的點E，可以導(dǎo)入Skctchlp、AmoCAD.Revik3D、MAX等繪圖弒件進(jìn)行HIM建模或繪制平面征麻陽.在工廠復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用針對復(fù)雜的工廠環(huán)境、變電站、特大鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的大型裝蓄，丁山世也口口激光白描位提供了全新的測量方法.可以快速完成基完整特征面的測量.從而呆集和記錄下完備的相關(guān)簾息,針對工廠和管道的應(yīng)用,三維打描處理軟件RalWmM提供專業(yè)的模膚完成模型建立.虛擬測量，分折計算等功能.通過3D激光打描儀的基礎(chǔ)捫描，可以技集機(jī)構(gòu)或作業(yè)現(xiàn)場的完整三維信息，這些重

11、要的基理信息為改建.設(shè)計、檢測提供其玄、高精度的數(shù)據(jù)源.基此宜實場景的設(shè)計讓設(shè)計方案制訂更全面、準(zhǔn)確，井可以將設(shè)計模型與三維場景進(jìn)行靖令，以對設(shè)計進(jìn)行虛設(shè)校勵.干涉椅fb避免返工，提高效率編短工期，井H約成本.應(yīng)用案例廣州地鐵七號線廣州南站站通風(fēng)機(jī)房三維激光掃描項目中鐵一局項目在機(jī)電安裝進(jìn)場時，廣州南站站由于土建施工時間久，且經(jīng)歷多次施工單位施工造成遺留問題土建和設(shè)計圖紙偏差較大，無法按圖施工，業(yè)主方工期催促時問緊，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)復(fù)雜，室內(nèi)空間雜物較多影響常規(guī)測量速度與質(zhì)量。后采用天寶三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行解決?，F(xiàn)場外業(yè)數(shù)據(jù)采集兩小時，完成現(xiàn)場測量工作。后內(nèi)業(yè)處理，迅速提交現(xiàn)場點云模型，設(shè)計圖紙修改所

12、需相關(guān)現(xiàn)場尺寸，均在點云模型中獲取，模型硬碰撞等均在辦公室處理完成Realworks中點云模型點云模型與設(shè)計模型匹配Realworks中點云模型與設(shè)計模型在橫梁部位存在碰撞Navisworks中機(jī)電模型與點云模型碰撞檢測華潤深圳灣國際商業(yè)中心春筍項目鋼結(jié)構(gòu)掃描測量中建三局作為總包單位，在針對于做鋼結(jié)構(gòu)的分包單位就鋼結(jié)構(gòu)偏離設(shè)計的問題上，存在糾紛。通過采用三維激光掃描技術(shù)，出具量化的，先進(jìn)性的數(shù)據(jù)依據(jù)來卡下面的鋼結(jié)構(gòu)分包單位?，F(xiàn)場掃描鋼結(jié)構(gòu)的角度，長度，空間幾何形態(tài)測量結(jié)合大寶bim放樣機(jī)器人形成全套bim施工流程，在機(jī)電安裝中配套應(yīng)用，如下圖：。4.5測量機(jī)器451型量機(jī)墨人呈IM妙作應(yīng)用導(dǎo)性

13、曲面金位.人的自動痛點切吃,MiftSQ6給大樓E條曲面.»WJSB»?，Qi，一慘術(shù).博化能匚仆？,提但2效率相籟丁防,節(jié)勺人丁成430%.可視化放株規(guī)施因士建信向融工演差法應(yīng)的機(jī)省安圣施工培改,0少返工.工行冏肛（tg45測機(jī)器人與川光掃描14.5.4.:一弗：-.'；-'4-1非工點掃錯.與Rtn*歸件換型遇仃孫比奇男.校春虛艇陵型.鼻華潤深圳灣國際商業(yè)中心項目BIM綜合應(yīng)用.pdf福州某國道隧道掃描demo總包方因需要對不同隧道挖掘方式的土方量進(jìn)行精確測算，進(jìn)而對成本管控，選取最有的工作方式，及對不同施工節(jié)點進(jìn)行三維激光掃描測量，做好數(shù)據(jù)留存，便于后期點云數(shù)據(jù)疊加分析。Tri3MI*MM4n»0V«HTkM»rM_JHL戚Itl1m布TW.40里。T|»|sif»如點云數(shù)據(jù)展示在對采集到的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出所需要的橫斷面輪廓線，及土方388483884*88二m三B工I一Es:3i*x更j二1工二工工工T*»vwan5三二三三二iiM震2|黑常2-eM.:m2141s917.1«-2An詠