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认识了解下不同的三维激光扫描仪

2021-01-05
    地面三维激光扫描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表,有人称 “三维激光扫描系统”是继 GPS (Global Position System) 技术以来测绘领域 的又一次技术革命。三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,又称为 “实景复制技术”,是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革新,将使测绘数据的获取方法、 服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。 

传统的大地测量方法,如三角测量方法, GPS测量都是基于点的测量,而三维激光扫描是基于面的数据采集方式。 三维激光扫描获得的原始数据为点云数据。 点云数据是大量扫描离散点的结合。三维激光扫描的主要特点是实时性、主动性、适应性好。三维激光扫描数据经过简单的处理就可以直接使用, 无需复杂的费时费力的数据后处理; 且无需和被测物体接触, 可以在很多复杂环境下应用; 并且可以和 GPS等集合起来实现更强、 更多的应用。三维激光扫描技术作为目前发展迅猛的新技术,必定会在诸多领域得到更深入和广泛的应用。 

对空间信息进行可视化表达,即进行三维建模,通常有两类方法:  基于图像的方法和基于几何的方法。 基于图像的方法是通过照片或图片来建立模型, 其数据来源是数码相机。而基于几何的方法是利用三维激光扫描仪获取深度数据来建立三维模型,这种方法含有被测场景比较精确的几何信息。 

三维激光扫描仪的分类: 

三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为:机载(或星载) 激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。 

三维激光扫描仪作为现今时效性最强的三维数据获取工具可以划分为不同的类型。通常情况下按照三维激光扫描仪的有效扫描距离进行分类,可分为: 

(1)短距离激光扫描仪:其最长扫描距离不超过3m,一般最佳扫描距离为 0.6~1.2m,通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测,不仅扫描速度快且精度较高,可以多达三十万个点精度至± 0.018mm。例如: 美能达公司出品的 VIVID 910 高精度三维激光扫描仪,手持式三维数据扫描仪 FastScan等等,都属于这类扫描仪。 

(2)中距离激光扫描仪:最长扫描距离小于 120 m的三维激光扫描仪属于中距离三维激光扫描仪,其多用于大型模具或室内空间的测量。例如:瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P30/P40 三维激光扫描仪就属于这类扫描仪。 

(3)长距离激光扫描仪 : 扫描距离大于 270m的三维激光扫描仪属于长距离三维激光扫描仪,其主要应用于建筑物、矿山、大坝、大型土木工程等的测量。例如:瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P30/P40 三维激光扫描仪就属于这类扫描仪。

(4)超长测程激光扫描仪:最长扫描距离通常大于  1 公里,并且需要配备精确的导航定位系统,其可用于大范围地形的扫描测量。 例如:瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P50 三维激光扫描仪就属于这类扫描仪。

之所以这样进行分类, 是因为激光测量的有效距离是三维激光扫描仪应用范围的重要条件,特别是针对大型地物或场景的观测,或是无法接近的地物等等,这些都必须考虑到扫描仪的实际测量距离。 此外,被测物距离越远, 地物观测的精度就相对较差。 因此,要保证扫描数据的精度, 就必须在相应类型扫描仪所规定的标准范围内使用。 

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