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技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。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独

2、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

3、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

4、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CAD、r

5、evit等软件辅助建模。下图，是分阶段的工作流程图:的数据可以直接导入到现场实测扫描wsa点云数据处理高级三维检测依据点云建模FAROXI30扫描仪是一个面向广泛扫描应用的革命性多功能三维白描解决案。其应用范围：BIM.建鼠结构变形、工业设施、文化遗产、事故调查、法医鉴定等专业口TrimbleRealWorks是专为扫描专业应用而设计的、功能强大的办公软件.可从各种三维激光扫描仪导入丰富的数据并将黑专懊为引人注目的三维成果，TrimbleRealWorks为数据可视化、通用CAD雌平台叱了一蔼虽那标近具.可以曲亍点云与点云数据对比、点云与HIM模型对比,并生成可交付成果辅助设计及施工,避免后处

6、理等等.TrtmbleRealWorks提供了非常丰富的点云导入导出接口，与AutoCAD、Revit.SketchU房主流CAD频件无链衔接.点云数据可以完美导入到R”it中.辅助一.(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

7、。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

8、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，智能量测点击几下鼠标就可以轻松量濡出平距、斜距、垂初、在空、直径、角度、方位角、坡度、倾角和坐标等一序列数据，管理、处理和分析海量敷雷集,通过部分加就技术有效地管理海量数据集方便地从扫描数据中提取目标I通过生成漫游视频和谷歌地球KML模型来展示成果4提供点云全自动配准功能1快速检查目标用量4生成点云圮准报告，将

9、天宝GN0、光学仪卷和3D扫描仪的数据有效地结合在一起，轻松将所划内容事出到各个CAD设计平台4发布独立的项目数据包用于脱机检视、浏览、1Ht和标记注葬高级3D佥测天宝RedWodts的高级检测功能是监测应用的理想工具.如土木工程（道路F隧道和桥梁）以及犷山的监测.其成果可为用户提供更加丰目、详细和有用的悟息I*检洌蝮工数据，格其与实际设计进行比较.，产生并可视化检查结果,探菊任何变化,4莪势差异和碎的二维和3口可视化成果，使变形分析更加容曷.A在CXD设计文件d%!dwg中，入断面图和几何设计图元，以d、f.小或（1匕擅格式导出图形文件.上利用R'lHurk"的打印界面直接

10、打印结果，实现宿感共享.蒂次点云剖面对比色调回在顾视圉中的点云剖切位就依据点云建模经过Timiblt?KuHWurku处理后的点E，可以导入Skctchlp、AmoCAD.Revik3D、MAX等绘图弑件进行HIM建模或绘制平面征麻阳.在工厂复杂环境中的应用针对复杂的工厂环境、变电站、特大钢结构、复杂的大型装蓄，丁山世也口口激光白描位提供了全新的测量方法.可以快速完成基完整特征面的测量.从而呆集和记录下完备的相关帘息,针对工厂和管道的应用,三维打描处理软件RalWmM提供专业的模肤完成模型建立.虚拟测量，分折计算等功能.通过3D激光打描仪的基础扪描，可以技集机构或作业现场的完整三维信息，这些重

11、要的基理信息为改建.设计、检测提供其玄、高精度的数据源.基此宜实场景的设计让设计方案制订更全面、准确，井可以将设计模型与三维场景进行靖令，以对设计进行虚设校励.干涉椅fb避免返工，提高效率编短工期，井H约成本.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，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，业主方工期催促时问紧，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

12、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大宝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：。4.5测量机器451型量机墨人呈IM妙作应用导性

13、曲面金位.人的自动痛点切吃,MiftSQ6给大楼E条曲面.»WJSB»?，Qi，一惨术.博化能匚仆？,提但2效率相籁丁防,节勺人丁成430%.可视化放株规施因士建信向融工演差法应的机省安圣施工培改,0少返工.工行冏肛（tg45测机器人与川光扫描14.5.4.:一弗：-.'；-'4-1非工点扫错.与Rtn*归件换型遇仃孙比奇男.校春虚艇陵型.鼻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。Tri3MI*MM4n»0V«HTkM»rM_JHL戚Itl1m布TW.40里。T|»|sif»如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388483884*88二m三B工I一Es:3i*x更j二1工二工工工T*»vwan5三二三三二iiM震2|黑常2-eM.:m2141s917.1«-2An咏