三维激光扫描技术

1、三维激光扫描技术三维激光扫描技术三维激光扫描技术三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，作为 20 世纪 90 年代中期开始 出现的一项高新技术，是测绘领域继 GPS术之后的又一次技术革命，通过高速 激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的 (x.y.z) 坐标、反射率、 (R.G.B) 颜色等信息，由这些大量、密集的点信息可快速复建出 1:1 的真彩色三维点云模型， 为后续的内业处理、 数据分析等工作提供准确依据。 具有快速性，效益高、不接触性、穿透性、动态、主动性，高密度、高精度，数 字化、自动化、实时性强等特点，很好的解决了目前空间信息技术发展实时性与 准确性的颈瓶。

2、它突破了传统的单点测量方法， 具有高效率、高精度的独特优势。 三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据， 因此可以用于获取高 精度高分辨率的数字地形模型，主要通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分 辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，大量的空间点位信息。是快速建 立物体的三维影像模型的一种全新的技术手段。 三维激光扫描技术使工程大数据 的应用在众多行业成为可能。如工业测量的逆向工程、对比检测；建筑工程中的 竣工验收、改扩建设计；测量工程中的位移监测、地形测绘；考古项目中的数据 存档与修复工程等等。三维激光扫描原理三维激光扫描仪利用激光测距的原理， 通过高速测量记录被测物体表面大

3、量 的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模 型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目 标对象的数据点， 因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单 点测量进化到面测量的革命性技术突破。三维激光扫描技术引入建筑工程的意义随着三维扫描技术的发展与成熟，它很快成为空间数据获取的一种重要技术 手段，并在很多行业引起技术性变革的热潮。目前，国内建筑行业处于变革的阶 段，BIM在我们从事的行业中引爆，但是都处于一种建模，碰撞分析，检测等方 面，但都没有深入衔接现实，忽略施工工地数据流与建筑信息模型间的流通转化， 何谈运维，所以bim

4、模型去哪了？并没有贯穿到 bim的全生命周期中去。 三维 激光扫描技术在BIM中的应用是最基础的一个重要环节，对现场实际数据的采集， 经过处理对BIM设计模型校核，消除设计与施工现场的误差，提供可用可交付的 bim模型，这在机电安装预制化过程中起到关键作用。在管线综合中，除了软件 里的软碰撞检查，机电模型与现场点云模型的硬碰撞也至关重要。三维激光扫描 仪在工程建设中最本质的应用就是现场数据的获取，区别于传统的点测量，它是 建筑工程的大数据，任何测量、实测实量、施工节点对比、模型校正、竣工交付， 数据留存、质量检查等都是依托于这一大数据，也就衍生出很多的应用。三维激光扫描技术在BIM施工流程中应

5、用示意图表通常的扫描应用方案总体可以分为三个阶段， 现场实测扫描、点云数据处理、 高级三维检测。处理后的数据可以直接导入到 CAD revit等软件辅助建模。下 图，是分阶段的工作流程图：高级36检测2现场实测扫描点云数据处理依据点云建模FARO X130扫描仪 是一个面向广泛扫描 应用的革命性多功能 三维扫描解决案亠 冥应用范围；BIM.建筑.结构变 形、TikKJfc.文化 遗产、事故调查、法 樂走等专业”Trimble RealWorks 是专为扫描专业应用 而设计的、功胄因S大 的办公软件“可从各种三维激光扫 描仪导入丰富的数据 开将錨专换为引人注 目的三维成果”Trimble Rea

6、lWorks为数据可视化、通用CADgSE平台提供了一胃虽垃标；缸 具。可以囲亍点云与I对比、点云生成可交付成果辅 助设计及施工避免 后处理等等.Trimble RealWorks 提供了非常丰富的点 云导入导出接口，与 AutoCAD, Revit.5技etchUp主流 CAD救 件无腿衔 接口点云数据可以完美导 入到Revit中，辅助 建罠三维激光扫描技术在工程建设中的应用（1）规划设计阶段：三维激光扫描技术在工程建设规划初期可以完美的提 供工程建设现场1:1的真彩色三维点云模型，包括地形地貌，交通线路，周边建 筑（及其细节信息，如步行广场的平台、走廊、楼梯的位置、坡道；入口和出口 点；紧

7、急通道和通风设施；楼层之间的连接等，相比较无人机航拍更具细节信息） 获取更加全面的基础信息。为规划设计提供准确依据。另外，设计的建筑模型可 以匹配到扫描的点云数据中，来进一步检查设计与现场周边环境的冲突。而 Trimble扫描的点云模型被作为多维架构的开端，进行 AEC规划、设施资产清单 整理，三维框架的应急计划和房地产计划等。Trimble的三维扫描技术无论在建筑施工进程前期、中期、后期的各个阶段 都可随时对工程进行扫描，得到实测实量的高精度点云模型。依据这些点云数据：可以辅助设计人员对模型、图纸做合理的调整与变更；可以帮助管理人员对 工程质量及状态进行检查；对工程施工做完整的 3D记录、存

8、档，为后期运维 提供真实的数据依据。(2)旧改项目中的应用：随着城市的发展，几乎都会面临旧改的问题，由于 设计及施工的时间跨度大、旧改时期很难找到完全和现场情况比配的结构图纸资 料，这为接下来的房建设计施工等工作带来不利因素。如果以传统的测绘手段重新测量获取现场数据将是一个几乎不能完成的任务，在这种情况下使用三维激 光扫描技术获取现场实际三维点云数据，为设计方提供真实可靠的数据进而很好 地解决这个问题。数据采集、几何测量施工质量检测、结构检查工程记录、隐蔽验收空间位置冲突检测土方测定、容积检测点云数据处理点击几下鼠标就可以轻松员灑出平跑、料距、垂距、注空、fiS.馬贬、方位用、坡度、倾旳和 坐

9、标等一序列数鐸丄 停理*处理環1分析海量舷集丄iiaiB分加翻术有裁地瞥理据橐电方債地从扫#HR1R中握取目标丄 通过生成浸滸视频和各戟地球KML 翹来展示成栗厶 提供点云全自动配准劝施i快理检査目标质*丄生成点云1E准报書4将天宝GNSS光学仪JB和311扫描仪的数据有敷地给fr在一起丄 軽松将所AS内容出到害个50设计平台丄 发布如的项目数据包用于St机检如 浏JL IHtF标记注特高级3检测犬宝的高圾拎测功能是监测应用的理想工具.如士木工程（谴賂、隧道和桥梁）饮及矿 山的监测.其成果可为用户提供更加丰富*详细和有用的伯息+检测境工敎輻 将其与实际设计进行比较*丄产生并可视代检査箱果，探滞

10、任何克化.*義得羞异和形变的二離和3U可观化成果，A0E殛分析更加容揚1在Cad fttb文韩am <1独中输入断面圏和几何粒计图元.以亦匕就d弊格式專曲圈形文 件.鼻 利用RIWorks的打印界Hf直揍打印箱轧 卖現價息共享.tQM nntq 厂壮LO M两炭点云面舸比色ifl亞在顶视圉中的点云割切垃依据点云建模经it Trimble RealWorfct 处理话的点厶.可H导人 SkftchUp. Au(o CAD. Revik 3Ds MAX 等绘 用软件进存BIM建模或绘制平面轮廉阳.7 *-在工厂复杂环境中的应用针对臭杂的工厂环境、变电站、特丸钢结购、臭朵的大型装备.Trimb

11、le TXSW澈扯打描仪提供了全 新的测录方法、可G快速完成基于完整特征而的测嵐，从而采集和记录下完备的相羌佶息。针对工厂和筲 道的应用.三维扌描坯理软件RealWork岸供E业的模块完成霞里建迸”虚拟欄呈分析计算等功能.通过3D激光fl描仪的羽础打描町以搜集机构或乍业现场的完築三雒筋思.这些車零的華础口思为 改建、设计.检测提供真宾、高精度前数禹源.基此直实场景购设计让设计方案制订更全面、准确*并 可以将设计權理与三推场民进行结合丫以对设计进厅虚抵校验.干涉怡脊，避免返工.提高故幸，綁塩工 期*井廿圖成本.应用案例广州地铁七号线广州南站站通风机房三维激光扫描项目中铁一局项目在机电安装进场时，

12、广州南站站由于土建施工时间久，且经历多 次施工单位施工造成遗留问题土建和设计图纸偏差较大， 无法按图施 工，业主方工期催促时间紧，现场结构复杂，室内空间杂物较多影响 常规测量速度与质量。后采用天宝三维激光扫描技术进行解决。现场外业数据采集两小 时，完成现场测量工作。后内业处理，迅速提交现场点云模型，设计 图纸修改所需相关现场尺寸，均在点云模型中获取，模型硬碰撞等均 在办公室处理完成。Realworks中点云模型点云模型与设计模型匹配Realworks中点云模型与设计模型在横梁部位存在碰撞Navisworks中机电模型与点云模型碰撞检测华润深圳湾国际商业中心春笋项目钢结构扫描测量中建三局作为总包

13、单位，在针对于做钢结构的分包单位就钢结构 偏离设计的问题上，存在纠纷。通过采用三维激光扫描技术，出具量 化的，先进性的数据依据来卡下面的钢结构分包单位。现场扫描钢结构的角度，长度，空间几何形态测量结合天宝bim放样机器人形成全套bim施工流程，在机电安装中配套应用，如下图:测塑机器人与B【M协件应用 利用建删黨I朗巧科卸tmiE戈霞“nrJ章BIIVI创新应用4.5测童枷器人写激光扫描E4.52应用工艺淤程牌用训化订讣虛电 耨神対计虫1*血述诗较JT石孚uinrnn嚣人手畤 坤證寸的衆化.冉通止2减U 1i怛杠套琨抵导理±4堂匸蔺為的耶硯即青 BIIVI创莉应用4,5测詰机器人与激渥

14、捋描f4.5.4 R L：aj£:- i用补论诃;.iM eft, ft fl -Mtt*l* - 林R*讯視甲，厂 ' “辛"*知；“；-卜:-.华润深圳湾国际商业中心项目BIM综合应用.pdf福州某国道隧道扫描demo总包方因需要对不同隧道挖掘方式的土方量进行精确测算，进而对成本管控，选取最有的工作方式，及对不同施工节点进行三维激光 扫描测量，做好数据留存，便于后期点云数据叠加分析。点云数据展示在对采集到的点云数据进行分析处理,得出所需要的横断面轮廓线，及土方量初1理40祁Sta*, flmji -Hjm 册 iteAt Nfe-HIiIhMt- V 丁-iiEii-.电轉n曲far7 0-丸0IJ#-?*fflW-1M»jMiinTi * 4QD14 IW-.CS Hm，土tmit lUdN也mrn 才=*M iIMi-a"«i 4Hft 町01, 1Mn.0Diwn y 跡m*I：QJO I TXtMDO.'SD rrm左* SBi) -J-X H横断面轮廓线nil-"ptLHl-nJCMlJU-fle hhk*<"flrlEaiknm-iTWMi-mF"i-ai“叫M4* iaft >t«Aa- JA屈t - fcE.&#