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–点云所蕴含的空间资讯是隐性的， 須经过模型化处理才能成为显性的 空间资讯，并得以向量式资料描述 其几何外型。将这些向量式资料 （或某部分的向量资料）投影至平 面上则可形成二维的平面图或地 图，当然也可以透視方式浏览所形 成的三维空间资讯，若扫瞄时同时 取得数位的光学影像，则可將影像 敷贴于模型表面形成虚拟的实境景 观。
–脉冲式 –相位式 –三角法 (4) 按波长 –近红外 –绿色
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1.7 地面三维激光扫描仪的技术指标 （1）角分辨率 –0.0017o à 6秒 –3mm@100米:100米光斑直径 3mm （2）测程
三维激光扫描仪测量隧道黑白点云图
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三维激光扫描仪测量对文物扫描的点云图
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三维激光扫描仪测量对滑坡的监测
LS840
Z+F系列
IMAGE5003
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IMAGE5006
1.3 扫描仪与数码相机集成方式与作用 （1）集成方式 集成式 组合式 随意式
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4.2 扫描变形测量的数据处理方法 （1）点式处理法 扫描测量后，根据扫描影像测量 同名点的坐标，然后计算变形，作为 同名点，可以是人工标志，可以是自 然标志； 适合起伏变化极大的表面和变化 快速的变形测量；
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用三维激光扫描仪扫描结果进行体积计算
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三维激光扫描仪测量进行现场数据采集
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三维激光扫描仪建筑物测量点云
1.5 处fFactory Pro" 试用版本创建
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其他软件
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1.2 地面三维激光扫描测量设备
破坏后
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测量区域
测量 范围
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三维激光扫描仪测量对大坝的监测
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三维激光扫描仪测量对桥梁的监测
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– 最大测程：功率、反射率、波长 – 最短测程：测距原理、时间测量精度
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（3）扫描速度 点/秒 （4）点位精度---与重复次数有关
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三维激光扫描仪测量后重构的数字工 厂、管线3D模型
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三维激光扫描仪测量后高压线彩色点云图
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（2）像片的作用 系统操作----确定扫描区域 便于点云数据物体辨识 便于点云数据的解释 点云网眼纹里填充
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1.4 连接标志
点云拼接
点云与全站仪 转换
双用
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• 5.2 发展
（1）硬件发展-价格、技术 （2）软件发展-自动化，易操作 （3）与其他传感器的集成-GPS，数码照片
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1.6 地面三维激光扫描的分类 (1)按测程 – 微距 <1m – 近距离 <100m – 中程 <500mi – 远程 >500，最大2500m (2)按平台 – 星载 – 机载 – 地面
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(3) 按测距原理
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1、地面三维激光扫描的测量原理
1.1 地面三维激光扫描测量原理
三维坐标确定采用空间极坐标法
X = S ⋅ sin(θ ) ⋅ sin(α ) Y = S ⋅ sin(θ ) ⋅ cos(α ) Z = S ⋅ cos(θ )
4.4 钢架滑移过程的监测
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4.5 桥梁加载过程的变形监测
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4.4 水利枢纽闸门变形监测
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2、地面三维激光扫描测量数据处理
• 数据采集
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• 点云裁剪：删掉每一站扫描点云废点 • 点云连接：将不同测站点云数据通过公共
HDS6000
HDS3000
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TRIMLE系列
GX200
GS200
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FARO系列
LS420
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3、地面三维机光扫描仪应用
--土木工程测量：道路、大坝、隧道、轨 道等形状测量 – 地形测量：高陡变坡 – 数字工场：厂房结构、管道的三维资料 – 文物保护 – 建筑物检测 – 虚拟现实（逆向工程）：实际形状与设 计形状的对比 – 交通事故现场数据采集
地面三维激光扫描技术及其应用
徐进军 jjxu@ 13037134743
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目录
1、地面三维激光扫描的测量基本原理 2、地面三维激光扫描的数据处理 3、地面三维激光扫描的应用 4、地面三维激光扫描的在变形监测中 的应用 5、问题与发展
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4.4 滑坡变形监测 （1）数据测量
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破坏前
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点转化到相同的坐标系中 – 共轭面转化法：三个以上不平行的共轭面，由这些
共轭面求出三个平移及三个旋转参数（人工选）
– 标志控制点法：由三个以上的控制点求转换参数
（自动选）
– 后视棱镜法： – 曲面匹配法：重叠区域的曲面匹配
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• 模型建立
– 许多工程测量的应用需将三维点云物件 化，即結合点云形成线、面、体，以便 后续分析，因此必须开发点云模型化的 后续应用软件，才能发挥三维激光资料 的功效。目前大多数的软件都提供一些 基本的模型原件用于模型化，如平面、 圆柱、球球、圆锥等，较为实用的软件 会设计一套或数套不同的模型元件库， 适应实际状况。例如可针对化工厂管线 元件及鋼钢类型设计实际相应的模型， 或针对建筑设计之建物元件建立建物模 型库。
（2）网格式处理法 根据扫描影像辨认出明显的标志 点，然后拟合空间曲面，采用规则格 网内插获得同名点，计算变形量； 适合于表面比较光滑和慢速运动 的变形体，需要了解详细的局部变形 信息的场合。
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4.3 闸门变形监测
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4、扫描测量在变形监测中的应用
4.1变形监测手段与特点 – “点式”测量手段 全站仪，GPS – “面式”测量手段 D-Insar（+GPS）；摄影测量 ；激 光扫描 – 两种手段的测量特点