傳統(tǒng)的測量設(shè)備主要是通過單點(diǎn)測量獲取其三維坐標(biāo)信息。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)手段相比,三維激光掃描測量技術(shù)是現(xiàn)代測繪發(fā)展的新技術(shù)之一 ,也是一項(xiàng)新興的獲取空間數(shù)據(jù)的方式,它能夠快速、連續(xù)和自動(dòng)的采集物體表面的三維數(shù)據(jù)信息,即點(diǎn)云數(shù)據(jù),并且擁有許多獨(dú)特的優(yōu)勢。
1、非接觸測量。三維激光掃描測量技術(shù)采用非接觸掃描目標(biāo)的方式進(jìn)行測量,無需反射棱鏡 ,對掃描目標(biāo)物體不需進(jìn)行任何表面處理,直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù),所采集的數(shù)據(jù)完全真實(shí)可靠。
2、數(shù)據(jù)采樣率高。目前,三維激光掃描儀采樣點(diǎn)速率可達(dá)到百萬點(diǎn)/秒,可見采樣速率是傳統(tǒng)測量方式難以比擬的。
3、主動(dòng)發(fā)射掃描光源。通過探測自身發(fā)射的激光回波信號來獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息,可以實(shí)現(xiàn)不受掃描環(huán)境的時(shí)間和空間約束??梢匀旌蜃鳂I(yè),不受光線的影響,工作效率高,有效工作時(shí)間長。
4、具有高分辨率、高精度的特點(diǎn)??梢詫呙枘繕?biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集,從而達(dá)到高分辨率的目的。單點(diǎn)精度可達(dá)2mm,間隔最小1mm。
5、數(shù)字化采集,兼容性好。具有全數(shù)字特征,易于后期處理及輸出。
6、可與外置數(shù)碼相機(jī)、GPS系統(tǒng)配合使用。外置數(shù)碼相機(jī)的使用,增強(qiáng)了彩色信息的采集,使掃描獲取的目標(biāo)信息更加全面。GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用,使得三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛,與工程的結(jié)合更加緊密,進(jìn)一步提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
7、三維激光掃描儀結(jié)構(gòu)緊湊、防護(hù)性能強(qiáng)、對使用條件要求不高,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),適合野外使用。
8、直接生成三維空間結(jié)果。結(jié)果數(shù)據(jù)直觀,進(jìn)行空間三維坐標(biāo)測量的同時(shí),獲取目標(biāo)表面的激光強(qiáng)度信號和真彩色信息。
9、全景化的掃描。目前水平掃描視場角可實(shí)現(xiàn)360度,垂直掃描視場角可達(dá)到320度。
10、激光的穿透性。激光的穿透特性使得三維激光掃描系統(tǒng)獲取的采樣點(diǎn)能描述目標(biāo)表面的不同層面的幾何信息。它可以穿透一些比較特殊的物質(zhì),使得透過玻璃,水面,低密度植被來采集成為可能。
三維激光掃描技術(shù)與全站儀測量技術(shù)的區(qū)別:
1、對觀測環(huán)境的要求不同。三位激光掃描儀可以全天候的進(jìn)行測量,全站儀必須在白天或明亮的地方進(jìn)行測量。
2、對被測目標(biāo)獲取方式不同。三維激光掃描儀不需要照準(zhǔn)目標(biāo),是采用連續(xù)測量的方式進(jìn)行區(qū)域范圍內(nèi)的面數(shù)據(jù)獲取,全站儀則必須照準(zhǔn)目標(biāo)來獲取單點(diǎn)的位置信息。
3、獲取數(shù)據(jù)的量不同。三維激光掃描儀獲取的是高密度的觀測目標(biāo)的表面海量數(shù)據(jù),采樣速率高,對目標(biāo)描述細(xì)致。全站儀只能有限度的獲取目標(biāo)的特征點(diǎn)。
4、測量精度不同。三維激光掃描儀和全站儀的單點(diǎn)定位精度都是毫米級,但是整體來講三維激光掃描儀的定位精度比全站儀略低。
三維激光掃描測量與近景攝影測量在操作過程上有不少相近之處,但是它們的工作原理去相差甚遠(yuǎn),實(shí)際應(yīng)用中也差別很大。主要區(qū)別:
1、數(shù)據(jù)格式不同。激光掃描數(shù)據(jù)是包含三維坐標(biāo)信息的點(diǎn)云集合,能夠直接在其中量測,而攝影測量的數(shù)據(jù)是影像照片,是無法量測的。
2、數(shù)據(jù)拼接方式不同。激光掃描數(shù)據(jù)拼接時(shí)主要是坐標(biāo)匹配,攝影測量數(shù)據(jù)拼接時(shí)主要是相對定向與絕對定向。
3、測量精度不同。激光掃描測量精度顯然高于攝影測量精度,且前者精度分布均勻。
4、外界環(huán)境要求不同。激光掃描測量對光線亮度和溫度沒有要求,而攝影測量要求較高。
5、建模方式不同。激光掃描的建模是直接對點(diǎn)云數(shù)據(jù)操作的,攝影測量首先要匹配相片,才能進(jìn)一步建模,過程復(fù)雜。
6、實(shí)體紋理信息獲取方式不同。激光掃描系統(tǒng)是根據(jù)激光脈沖的反射強(qiáng)度匹配數(shù)碼影像中的紋理信息,然后粘貼特定的紋理信息。而攝影測量則是直接獲取影像中的真彩色信息。
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