專業知識手持式三維掃描技術在建筑行業中的應用  

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手持式三維掃描技術在建筑行業中的應用

日期:2017-05-14 10:06:07 / 人氣:

 三維激光掃描技術是國際上近期發展的一項高新技術。它突破了傳統的單點測量方法,具有高效率、高精度的獨特優勢,因此被稱為實景復制技術。三維掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數據,可以用于獲取高精度高分辨率的數字物體表面模型。作為新的高科技產品,三維激光掃描儀已經成功的在文物保護、城市建筑測量、地形測繪等領域里應用。近年來隨著其技術的多領域應用,極大地引起了建筑行業的廣泛關注。

三維激光掃描技術是一門新興的測繪技術,能夠完整并高精度地重建掃描實物數據。該技術可以真正做到直接從實物中進行快速的逆向三維數據采集及模型重構,無需進行任何實物表面處理,其激光點云中的每個三維數據都是直接采集目標的真實數據,使得后期處理的數據完全真實可靠。由于技術上突破了傳統的單點測量方法,其最大特點就是精度高、速度快、逼近原形,是目前國內外測繪領域研究的熱點之一。三維激光掃描技術目前已在眾多領域得到了廣泛應用,尤其在建筑設計以及恢復重建方面,它可以深入到任何復雜的現場環境及空間中進行掃描操作,并直接將各種大型的、復雜的、不規則、標準或非標準等實體或實景的三維數據完整的采集到計算機系統中,進而快速重構出目標的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數據,同時,它所采集的三維激光點云數據還可進行各種后處理工作如:測繪、計量、分析、仿真、模擬、展示、監測、虛擬現實、…等,它是各種正向工程的對稱應用即逆向工程的應用工具。

圖1.各種不同的三位掃描儀

三維激光掃描技術不同于單純的測繪技術,它主要面向高精度逆向三維建模及重構。眾所周知傳統測繪技術主要是單點精確測量,但用它做建模工作時就愛莫能助了,因為描述目標結構的完整屬性需要大量的測繪點采集,少則幾萬個,多則幾百萬以上,這樣才能把目標完整的搬到電腦中來,所以,用現代高精度傳感技術做輔助就解決了這個問題,三維激光掃描技術就是這類全自動高精度立體掃描的技術。

如下圖所示就是三維激光掃描技術在實際工作中獲取實物的立體數據的過程。首先在實物附近架設三維掃描儀,對目標物進行三維掃描,將掃描的數據點云進行內業處理,建立物體表面模型(DSM),最后經著色形成高精度的三維實物數據模型。長期保存在數據介質中,供以后建設、設計和恢復重建時參考應用。

圖2.掃描的法國虛擬巴黎3D場景

三維激光掃描技術為快速、精確三維重建提供了強有力的手段,圓滿解決了本工程的技術難題,為施工單位爭取了時間,尤其對于景區文物類的實體對象,因其是非接觸式測量,所以不會對文物構成任何的傷害;此外,對游客的游覽參觀也幾乎沒什么影響。在以后類似的工程項目當中,應該積極大力推廣三維激光掃描技術的應用。

建筑工業化體系的運用,加速了大量性建筑的發展。電子計算機技術進入建筑設計領域所引起的設計方法論的研究勢必深刻地影響建筑學的發展。社會的發展,人口的密集,城市化進程的加快,產業結構的變化,使城市規劃和環境問題十分突出,成為當代建筑師、規劃師和園林設計師面臨的共同課題,同時也為建筑學開拓出一個前所未有的廣闊天地。

三維激光掃描技術能在不觸及文物的條件下進行測繪研究,從而減少保護干預中的不必要破壞,提高復原古貌的準確性,在未來古建筑和其他遺址的復原研究中,有著廣泛的應用前景。

編輯:集偉科技