概述：

三(sān)維扫描激光(guāng)技術(shù)是(shì)继GPS技術(shù)之(zhī)後(hòu)的(de)又一(yī)次(cì)技術(shù)革(gé)命，也被(bèi)稱之(zhī)为(wèi)實(shí)景複制技術(shù)。获得到(dào)的(de)實(shí)景數據(jù)具有(yǒu)高采樣(yàng)率、高分(fēn)辨率、高精度(dù)以(yǐ)及(jí)全(quán)视景、全(quán)覆蓋、真(zhēn)三(sān)維的(de)特(tè)點(diǎn)。随着2019年(nián)2月(yuè)自(zì)然資源部(bù)宣布(bù)我國(guó)啟動(dòng)“實(shí)景三(sān)維中(zhōng)國(guó)建設”，在(zài)三(sān)維數據(jù)采集、處(chù)理(lǐ)、應(yìng)用(yòng)等方(fāng)面(miàn)将会(huì)湧現(xiàn)巨大(dà)市场(chǎng)，地(dì)理(lǐ)信(xìn)息産業也有(yǒu)望迎来(lái)新(xīn)一(yī)輪的(de)快(kuài)速增长(cháng)。

什(shén)麼(me)是(shì)三(sān)維激光(guāng)扫描技術(shù)？

三(sān)維激光(guāng)扫描測量(liàng)技術(shù)采用(yòng)的(de)是(shì)极(jí)坐标(biāo)幾(jǐ)何定(dìng)位(wèi)原理(lǐ)，利用(yòng)激光(guāng)作(zuò)为(wèi)信(xìn)号(hào)源，对(duì)目标(biāo)按照一(yī)定(dìng)的(de)分(fēn)辨率進(jìn)行扫描，直(zhí)接获取(qǔ)地(dì)物(wù)目标(biāo)表(biǎo)面(miàn)的(de)三(sān)維坐标(biāo)信(xìn)息，實(shí)現(xiàn)了(le)从三(sān)維現(xiàn)實(shí)世界到(dào)三(sān)維數字(zì)化(huà)世界的(de)直(zhí)接轉(zhuǎn)換。激光(guāng)束(shù)从儀器的(de)鏡(jìng)头(tóu)散(sàn)發(fà)出(chū)来(lái)照射到(dào)目标(biāo)物(wù)上(shàng)，反(fǎn)射回(huí)来(lái)後(hòu)被(bèi)儀器接收，通过(guò)儀器內(nèi)置的(de)硬(yìng)件(jiàn)和(hé)程序可(kě)以(yǐ)自(zì)動(dòng)計(jì)算每条激光(guāng)照射點(diǎn)的(de)坐标(biāo)。

所(suǒ)有(yǒu)这(zhè)些照射點(diǎn)就(jiù)構成(chéng)了(le)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)，这(zhè)些點(diǎn)雲(yún)數據(jù)就(jiù)猶如(rú)拼图(tú)一(yī)樣(yàng)，是(shì)由(yóu)相互獨立的(de)个(gè)體(tǐ)組合在(zài)一(yī)起(qǐ)構成(chéng)的(de)一(yī)个(gè)整體(tǐ)，如(rú)果(guǒ)單獨看(kàn)某个(gè)點(diǎn)（某一(yī)片(piàn)拼图(tú)），我们是(shì)很難判斷出(chū)整體(tǐ)是(shì)什(shén)麼(me)的(de),只(zhī)有(yǒu)組合在(zài)一(yī)起(qǐ)，我们才能(néng)識别出(chū)这(zhè)个(gè)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)代(dài)表(biǎo)的(de)是(shì)房(fáng)子還(huán)是(shì)其(qí)他(tā)的(de)物(wù)體(tǐ)。當然點(diǎn)雲(yún)數據(jù)要(yào)比拼图(tú)更(gèng)加细(xì)致(zhì)和(hé)密集。

三(sān)維扫描系(xì)統分(fēn)類(lèi)：

根(gēn)據(jù)不(bù)同(tóng)的(de)分(fēn)類(lèi)标(biāo)準，三(sān)維激光(guāng)扫描系(xì)統分(fēn)類(lèi)也有(yǒu)一(yī)定(dìng)的(de)區(qū)别。主(zhǔ)要(yào)根(gēn)據(jù)扫描载(zài)體(tǐ)、扫描距離、激光(guāng)束(shù)的(de)發(fà)射方(fāng)式来(lái)分(fēn)。今天(tiān)泰来(lái)三(sān)維主(zhǔ)要(yào)按照有(yǒu)效扫描距離進(jìn)行分(fēn)類(lèi)，可(kě)分(fēn)为(wèi)：

（1）短(duǎn)距離扫描儀：其(qí)最(zuì)长(cháng)扫描距離不(bù)超过(guò)3m，一(yī)般最(zuì)佳扫描距離为(wèi) 0.6～1.2m，通常这(zhè)類(lèi)扫描儀适合用(yòng)于小型模具的(de)量(liàng)測，不(bù)僅扫描速度(dù)快(kuài)且(qiě)精度(dù)較高，精度(dù)可(kě)达(dá)0.1mm。例如(rú): 手(shǒu)持(chí)式白(bái)光(guāng)扫描儀 Artec Eva。

（2）中(zhōng)距離扫描儀：扫描距離小于120m的(de)三(sān)維激光(guāng)扫描儀屬于中(zhōng)距離三(sān)維激光(guāng)扫描儀，其(qí)多(duō)用(yòng)于大(dà)型模具或(huò)室內(nèi)空(kōng)間(jiān)的(de)測量(liàng)。例如(rú)：Faro Focus S70。

（3）长(cháng)距離扫描儀 : 扫描距離大(dà)于270m的(de)三(sān)維激光(guāng)扫描儀屬于长(cháng)距離三(sān)維激光(guāng)扫描儀，其(qí)主(zhǔ)要(yào)應(yìng)用(yòng)于建築物(wù)、礦山(shān)、大(dà)坝、大(dà)型土(tǔ)木(mù)工程等的(de)測量(liàng)。例如(rú)：FARO Focus Plus350。

三(sān)維扫描技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)領域：

三(sān)維激光(guāng)扫描技術(shù)自(zì)誕生(shēng)以(yǐ)来(lái)被(bèi)各(gè)个(gè)領域廣泛應(yìng)用(yòng)，除去(qù)我们日(rì)常所(suǒ)常见的(de)文(wén)物(wù)考古、工程建設等，還(huán)有(yǒu)十(shí)多(duō)个(gè)行業領域頻繁應(yìng)用(yòng)。包(bāo)括但不(bù)限于：

建築工程領域、文(wén)物(wù)考古領域、機(jī)械制造領域、數字(zì)城(chéng)市領域、航空(kōng)航天(tiān)船舶領、容量(liàng)計(jì)量(liàng)領域、工藝品領域、無人(rén)機(jī)領域、汽車制造領域、軌道(dào)交通領域、家(jiā)居(jū)家(jiā)裝(zhuāng)領域、虛拟現(xiàn)實(shí)展(zhǎn)示、風(fēng)電(diàn)水(shuǐ)電(diàn)領域、模具制造領域、鞋(xié)服(fú)制造領域等。

實(shí)景三(sān)維技術(shù)在(zài)數字(zì)博物(wù)館(guǎn)項目中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)

1. 項目背景：

某監獄旧(jiù)址博物(wù)館(guǎn)占地(dì)面(miàn)积为(wèi)2.6万(wàn)平方(fāng)米(mǐ)，建築面(miàn)积1.2521平方(fāng)米(mǐ)，是(shì)中(zhōng)國(guó)保存完整、內(nèi)涵豐富、規模較大(dà)、具有(yǒu)國(guó)際性的(de)遺址類(lèi)博物(wù)館(guǎn)。

2. 項目需求：

将整个(gè)博物(wù)館(guǎn)三(sān)維數字(zì)化(huà)，即按照1:1的(de)比例進(jìn)行三(sān)維數據(jù)采集，三(sān)維建模、貼图(tú)，把(bǎ)實(shí)景搬到(dào)電(diàn)腦里(lǐ)，从建築外(wài)觀到(dào)博物(wù)館(guǎn)內(nèi)可(kě)移動(dòng)文(wén)物(wù)，精度(dù)要(yào)求从建築體(tǐ)的(de)5mm到(dào)小文(wén)物(wù)的(de)0.1mm。

3. 實(shí)施方(fāng)案(àn)：

l 采用(yòng)大(dà)空(kōng)間(jiān)三(sān)維激光(guāng)扫描儀Faro Focus S 350对(duì)博物(wù)館(guǎn)內(nèi)外(wài)進(jìn)行高精度(dù)大(dà)空(kōng)間(jiān)數據(jù)扫描；

l 結合手(shǒu)持(chí)式便攜式三(sān)維扫描儀Artec EVA对(duì)可(kě)移動(dòng)文(wén)物(wù)進(jìn)行精细(xì)數據(jù)采集；

l 專業彩色(sè)紋理(lǐ)信(xìn)息获取(qǔ)；

l 進(jìn)行點(diǎn)雲(yún)去(qù)噪和(hé)平滑，完成(chéng)數據(jù)處(chù)理(lǐ)，生(shēng)成(chéng)模型图(tú)。

4. 設备介紹

Faro Focus S 350

Artec EVA

5. 成(chéng)果(guǒ)展(zhǎn)示

 |大(dà)空(kōng)間(jiān)數據(jù)采集成(chéng)果(guǒ)展(zhǎn)示

|手(shǒu)持(chí)式數據(jù)采集成(chéng)果(guǒ)展(zhǎn)示

關(guān)于三(sān)維技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)，泰来(lái)三(sān)維相信(xìn)遠(yuǎn)不(bù)止當下(xià)已知領域，由(yóu)于與(yǔ)真(zhēn)實(shí)三(sān)維世界高度(dù)契合，符合大(dà)數據(jù)时(shí)代(dài)的(de)技術(shù)發(fà)展(zhǎn)趨勢，三(sān)維激光(guāng)扫描技術(shù)應(yìng)用(yòng)必定(dìng)在(zài)相關(guān)領域甚至(zhì)于未知領域中(zhōng)快(kuài)速發(fà)展(zhǎn)、大(dà)展(zhǎn)身(shēn)手(shǒu)，让我们拭目以(yǐ)待......