任務二三維激光掃描技術(shù)623三維激光掃描儀在工程中的應用4

CollegeofMarineSciences,ShanghaiOceanUniversity12025年1月13日

任務二三維激光掃描技術(shù)6.2.3三維激光掃描儀在工程中的應用三維激光掃描系統(tǒng)的主要應用領域從應用領域上分：從用途上分：工廠數(shù)字化三維設計改造數(shù)字城市管道三維工程改造重新設計數(shù)字文物（大佛雕塑景觀小區(qū)）存檔礦區(qū)土方開挖斷面和體積量測建立三維數(shù)字化多源數(shù)據(jù)庫地形測量土地資源調(diào)查建筑物平、立、剖面圖的制作船舶外形測量考古現(xiàn)場記錄事故現(xiàn)場調(diào)查工程施工質(zhì)量監(jiān)控，規(guī)劃，管理采礦業(yè)、測繪工程、結(jié)構(gòu)測量、逆向工程、數(shù)字城市、數(shù)字工廠、文物保護、虛擬現(xiàn)實、醫(yī)學、娛樂業(yè)、土木工程等。數(shù)值計算形變分析——重建目標三維模型——距離測量、面積計算、體積計算、容積計算——前后測量數(shù)據(jù)對比，分析表面形變?nèi)S重建礦山、油罐、土石方，是三維激光掃描最強的領域，以海量的真值計算體積，可以動態(tài)實時的測量并上傳。體積的計算：三維激光掃描系統(tǒng)的應用建立數(shù)字三維城市：從測繪的角度，建立厘米級、真彩色、真三維的數(shù)字城市模型。三維激光掃描系統(tǒng)的應用考古文物保護：考古挖掘現(xiàn)場記錄、文物數(shù)字化模型、文物復原。三維激光掃描系統(tǒng)的應用大比例測圖：以三維激光的面線點方式取代傳統(tǒng)測量的點線面，進行地形測量，尤其適合帶狀地形、斷面和破碎地塊。三維激光掃描系統(tǒng)的應用土地調(diào)查：權(quán)屬調(diào)查、農(nóng)村土地三權(quán)調(diào)查，以三維掃描的高效率作業(yè)方式替代傳統(tǒng)的地籍測量。三維激光掃描系統(tǒng)的應用事故現(xiàn)場快速素描：記錄交通等事故現(xiàn)場，便于事后勘定、記錄、分析。三維激光掃描系統(tǒng)的應用數(shù)字工廠：建立工廠數(shù)字模型，通過模擬流程與資源分配，提高產(chǎn)品管理水平與生產(chǎn)效率。三維激光掃描系統(tǒng)的應用娛樂業(yè)：用于電影產(chǎn)品的設計，為電影演員和場景進行設計，3D游戲的開發(fā)，虛擬博物館，虛擬旅游指導，人工成像，場景虛擬，現(xiàn)場虛擬。三維激光掃描系統(tǒng)的應用橋梁改建建筑測量結(jié)構(gòu)測量：橋梁改擴建工程、橋梁結(jié)構(gòu)測量、結(jié)構(gòu)檢測、監(jiān)測、幾何尺寸測量、空間位置沖突測量、空間面積、體積測量、三維高保真建模、海上平臺、測量造船廠、電廠、化工廠等大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設備的測量；管道、線路測量、各類機械制造安裝。三維激光掃描系統(tǒng)的應用電力設施：變電站和電力輸送系統(tǒng)，往往結(jié)構(gòu)復雜，同時所處的環(huán)境危險，利用傳統(tǒng)的測量手段，很難搜集到完整的數(shù)據(jù)信息。通過三維激光掃描儀可以縮短時間，實現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)采集三維激光掃描系統(tǒng)的應用大型設備制造：曲面線性分析，高精度模型擬合，為大型制造業(yè)提供可靠分析數(shù)據(jù)，虛擬拆裝，軍工制造，為高精度測量提供有力保障。三維激光掃描系統(tǒng)的應用隧道量測的主要方面輪廓線放樣掌子面定位鋼架安裝定位開挖方量計算超欠挖分析掌子面測量超前地質(zhì)預報紅外探水地質(zhì)雷達TSP超前水平鉆加深炮孔巖層結(jié)構(gòu)分析噴漿平整度斷面分析噴漿厚度分析二襯厚度分析噴漿厚度分析變形監(jiān)測施工量計算隧道工程監(jiān)控三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用針對隧道工程施工的特殊性，使得隧道測量變成了測量學的難題隧道挖方量的計算多挖欠挖比較危險的環(huán)境怎樣快速的獲得數(shù)據(jù)這些隨著三維激光掃描技術(shù)在隧道施工驗收方面的應用變的迎刃而解，為隧道施工節(jié)約大量成本，降低外業(yè)的危險系數(shù)，為隧道施工驗收提供最好的解決方案。三維激光掃描法與傳統(tǒng)隧道測量系統(tǒng)（TMS）方法對比三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用兩種方法的效率耗時（分鐘）三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用具體施工步驟：

提前將所有的設備、棱鏡、參考球的高度，調(diào)成一致。三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第一步:開始測量,勘測腳架和參考控制點

三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第二步:參考球取代棱鏡，三維激光掃描儀開始測量采集

三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用點云數(shù)據(jù)預處理將掃描到的數(shù)據(jù)導入儀器自帶的后處理系統(tǒng)中，對所有站點掃描數(shù)據(jù)進行坐標變換，使其位于同一坐標系內(nèi)點云配準除去點云數(shù)據(jù)中由于某些環(huán)境因素的影響，比如行人和被測實體表面存在的缺陷等點云去噪數(shù)據(jù)精簡

在不影響曲面重構(gòu)和保持一定精度的情況下，對數(shù)據(jù)進行精簡，從而減少數(shù)據(jù)的處理量，提高處理速度。數(shù)據(jù)導出

三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第三步:在Scene軟件中利用固定控制參考點實現(xiàn)配準拼接可利用信息:

腳架上的掃描數(shù)據(jù)點

腳架上的參考球

內(nèi)建傾角探測器三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第四步:固定點的配準優(yōu)勢:-在現(xiàn)場耗時是原來的?-后續(xù)處理時間只需原來的?-精確度的提高三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第五步:過濾器（去噪）和點云數(shù)據(jù)稀釋（精簡）優(yōu)勢:內(nèi)存消耗減少16倍噪聲減少4倍三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第六步:清掃后的點云,純隧道數(shù)據(jù)——三維視圖三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第七步:連續(xù)5站的掃描–3D視圖三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第八步:導入數(shù)據(jù)到專用的隧道軟件RR-Tunnel第九步:統(tǒng)一掃描點的分辨率定義點距統(tǒng)一點云的分辨率三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用第十步:在RR-Tunnel中生成點云三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用隧道計算結(jié)果根據(jù)之前的設置，計算實測斷面實測與設計斷面輪廓之間的偏差立即顯示出來三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用自動輸出AutoCAD的*.dwg格式三維激光掃描系統(tǒng)在隧道施工的應用生成三維視圖生成隧道體積和表面積的計算結(jié)果報告自動計算如下·:理論體積實際體積過挖體積欠挖體積理論表面實際表面

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