任务二三维激光扫描技术623三维激光扫描仪在工程中的应用4

CollegeofMarineSciences,ShanghaiOceanUniversity12025年1月13日

任务二三维激光扫描技术6.2.3三维激光扫描仪在工程中的应用三维激光扫描系统的主要应用领域从应用领域上分：从用途上分：工厂数字化三维设计改造数字城市管道三维工程改造重新设计数字文物（大佛雕塑景观小区）存档矿区土方开挖断面和体积量测建立三维数字化多源数据库地形测量土地资源调查建筑物平、立、剖面图的制作船舶外形测量考古现场记录事故现场调查工程施工质量监控，规划，管理采矿业、测绘工程、结构测量、逆向工程、数字城市、数字工厂、文物保护、虚拟现实、医学、娱乐业、土木工程等。数值计算形变分析——重建目标三维模型——距离测量、面积计算、体积计算、容积计算——前后测量数据对比，分析表面形变三维重建矿山、油罐、土石方，是三维激光扫描最强的领域，以海量的真值计算体积，可以动态实时的测量并上传。体积的计算：三维激光扫描系统的应用建立数字三维城市：从测绘的角度，建立厘米级、真彩色、真三维的数字城市模型。三维激光扫描系统的应用考古文物保护：考古挖掘现场记录、文物数字化模型、文物复原。三维激光扫描系统的应用大比例测图：以三维激光的面线点方式取代传统测量的点线面，进行地形测量，尤其适合带状地形、断面和破碎地块。三维激光扫描系统的应用土地调查：权属调查、农村土地三权调查，以三维扫描的高效率作业方式替代传统的地籍测量。三维激光扫描系统的应用事故现场快速素描：记录交通等事故现场，便于事后勘定、记录、分析。三维激光扫描系统的应用数字工厂：建立工厂数字模型，通过模拟流程与资源分配，提高产品管理水平与生产效率。三维激光扫描系统的应用娱乐业：用于电影产品的设计，为电影演员和场景进行设计，3D游戏的开发，虚拟博物馆，虚拟旅游指导，人工成像，场景虚拟，现场虚拟。三维激光扫描系统的应用桥梁改建建筑测量结构测量：桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、监测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间面积、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量；管道、线路测量、各类机械制造安装。三维激光扫描系统的应用电力设施：变电站和电力输送系统，往往结构复杂，同时所处的环境危险，利用传统的测量手段，很难搜集到完整的数据信息。通过三维激光扫描仪可以缩短时间，实现全面的数据采集三维激光扫描系统的应用大型设备制造：曲面线性分析，高精度模型拟合，为大型制造业提供可靠分析数据，虚拟拆装，军工制造，为高精度测量提供有力保障。三维激光扫描系统的应用隧道量测的主要方面轮廓线放样掌子面定位钢架安装定位开挖方量计算超欠挖分析掌子面测量超前地质预报红外探水地质雷达TSP超前水平钻加深炮孔岩层结构分析喷浆平整度断面分析喷浆厚度分析二衬厚度分析喷浆厚度分析变形监测施工量计算隧道工程监控三维激光扫描系统在隧道施工的应用三维激光扫描系统在隧道施工的应用针对隧道工程施工的特殊性，使得隧道测量变成了测量学的难题隧道挖方量的计算多挖欠挖比较危险的环境怎样快速的获得数据这些随着三维激光扫描技术在隧道施工验收方面的应用变的迎刃而解，为隧道施工节约大量成本，降低外业的危险系数，为隧道施工验收提供最好的解决方案。三维激光扫描法与传统隧道测量系统（TMS）方法对比三维激光扫描系统在隧道施工的应用两种方法的效率耗时（分钟）三维激光扫描系统在隧道施工的应用具体施工步骤：

提前将所有的设备、棱镜、参考球的高度，调成一致。三维激光扫描系统在隧道施工的应用第一步:开始测量,勘测脚架和参考控制点

三维激光扫描系统在隧道施工的应用第二步:参考球取代棱镜，三维激光扫描仪开始测量采集

三维激光扫描系统在隧道施工的应用点云数据预处理将扫描到的数据导入仪器自带的后处理系统中，对所有站点扫描数据进行坐标变换，使其位于同一坐标系内点云配准除去点云数据中由于某些环境因素的影响，比如行人和被测实体表面存在的缺陷等点云去噪数据精简

在不影响曲面重构和保持一定精度的情况下，对数据进行精简，从而减少数据的处理量，提高处理速度。数据导出

三维激光扫描系统在隧道施工的应用第三步:在Scene软件中利用固定控制参考点实现配准拼接可利用信息:

脚架上的扫描数据点

脚架上的参考球

内建倾角探测器三维激光扫描系统在隧道施工的应用第四步:固定点的配准优势:-在现场耗时是原来的¼-后续处理时间只需原来的¼-精确度的提高三维激光扫描系统在隧道施工的应用第五步:过滤器（去噪）和点云数据稀释（精简）优势:内存消耗减少16倍噪声减少4倍三维激光扫描系统在隧道施工的应用第六步:清扫后的点云,纯隧道数据——三维视图三维激光扫描系统在隧道施工的应用第七步:连续5站的扫描–3D视图三维激光扫描系统在隧道施工的应用第八步:导入数据到专用的隧道软件RR-Tunnel第九步:统一扫描点的分辨率定义点距统一点云的分辨率三维激光扫描系统在隧道施工的应用第十步:在RR-Tunnel中生成点云三维激光扫描系统在隧道施工的应用隧道计算结果根据之前的设置，计算实测断面实测与设计断面轮廓之间的偏差立即显示出来三维激光扫描系统在隧道施工的应用自动输出AutoCAD的*.dwg格式三维激光扫描系统在隧道施工的应用生成三维视图生成隧道体积和表面积的计算结果报告自动计算如下·:理论体积实际体积过挖体积欠挖体积理论表面实际表面

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