三维扫描技术GIS 三维扫描技术原理

三维扫描建模流程

操作步骤如下：

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1、三维激光扫描技术，传统测量概念里，所测的数据最终输出的都是二维结果（如CAD出图），在逐步数字化的如今，三维以其直观，逐渐的代替二维。近年来，随着测量技术和空间科学的深入发展，继GPS空间定位系统后，三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法，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，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。三维激光扫描技术利用激光测距的原理，通过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型及线、面、体等各种图件数据。广泛应用于文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域。

2、建筑物三维扫描，三维激光扫描仪作为新兴的测量手段，能完整的获取建筑物的整体结构和形态特性，快速准确的得到三维点云数据，对建筑物测量和规划设计具有重大的意义。下面，以市面上较为热门的Trimble三维激光扫描仪为例，为大家介绍三维激光扫描仪的特点、主要过程和技术流程。Trimble三维激光扫描仪具有一键式操作，数据获取自动化；100万点每秒扫描速度；扫描成果是三维矢量，简单直观等特点。Trimble三维激光扫描仪工作流程与传统测量技术有相似之处，但也有其自身的特点，主要过程和技术流程如下：Trimble三维激光扫描仪最终采集的数据以点云和图像的形式储存在扫描仪设备里，运用Trimble、RealWorks进行一定处理后，获取建筑物的相对位置信息、尺寸、纹理和形状，进而建立真实的建筑物空间数据模型。

3、三维建模，通过三维激光扫描仪得到的点云数据，需要利用三维建模软件建立三维模型。由于点云数据的特殊性，能直接将点云数据建成模型的软件不多。目前，三维点云建模一般采用ContextCapture。ContextCapture、是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。数码相机、智能手机、激光扫描仪、航摄仪等仪器均可作为、ContextCapture的输入数据源。ContextCapture、的高兼容性，能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建，从厘米级到公里级，从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够，生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。点云三维建模的具体过程，请关注“艾三维技术”微信公众号，查看ContextCapture软件教程教学。下面，我们一起来看看ContextCapture的具体功能：1、集成地理参考数据ContextCapture、可为包括、GPS、标记和控制点在内的多种类型的定位数据提供本地支持。它还可以通过定位/旋转导入或完整块导入来导入任何其他定位数据，能够精确测量坐标、距离、面积和体积。2、自动空中三角测量和三维重建一旦自动识别每张相片的相对位置和方向，就可以通过添加控制点和编辑连接点来对空中三角测量结果进行微调，以最大限度提升几何和地理空间精度。优化的三维重建算法以无可匹敌的精度生成精准的三维模型以及每个格网面片的影像纹理。ContextCapture、可确保各个三维格网模型顶点放置在最佳位置，因此可以更少的瑕疵表现重现更精细的细节和更锐利的边缘，从而大幅提高几何精度。

4、生成二维和三维、GIS、模型借助、ContextCapture，可以生成各种、GIS、格式的精确地理参考三维模型，包括真正射影像和新的、Cesium、3D、Tiles，并将瓦片范围和空三成果导出为KML和XML。ContextCapture、提供的坐标系数据库接口可确保与GIS、解决方案的数据互用性。可以从、4，000、多个空间参考系统中进行选择，并可添加用户自定义的坐标系。而且，ContextCapture、会根据输入照片的分辨率和空间分布情况，自动调整模型的分辨率和精度。这意味着，ContextCapture可以处理分辨率不均匀的场景，而不必为保留一些更高分辨率的场景区域而牺牲整体效率。

5、处理实景模型ContextCapture可以快速轻松地处理任何比例的格网模型，以及横断面的生成、地形和断裂线的提取，及正射影像、三维、PDF、和、iModel、的生成。它可以将格网模型与、GIS、和工程数据集成，以在格网模型的视觉环境中实现该信息的直观搜索、导航、可视化和动画。

6、处理点云可以对点云进行增强、分割、分类，并与工程模型相结合。然后，利用、ContextCapture的高级三维建模、横截面切割、断裂线和地形提取功能，快速高效地对竣工条件进行建模并支持设计流程。因此，ContextCapture可以更好地评估点云并生成更精确的工程模型。还可以生成用于展示的动画和渲染6、生成和处理大型可缩放地形模型ContextCapture可以从多种来源中生成非常庞大的可缩放地形模型，包括点云、断裂线、光栅数字高程模型和现有三角形化不规则网络。通过与原始数据源同步，可缩放地形模型可实时更新到最新。这样做的价值在于，拥有您所有数据的全局、最新和综合表示，并用于使用各种显示模式执行分析，以及生成动画和可视化效果。

7、生成三维、CAD、模型基于各种、CAD、格式、三维通用格式、DSM、和密集三维点云生成三维模型，确保模型在建模环境中是可访问的。此外，还可以生成由数十亿个三角面片组成的多分辨率格网模型，Bentley、系列平台软件原生支持格网模型数据。包括、MicroStation、Descartes、AECOsim、Building、Designer、OpenRoads、OpenPlant、Bentley、Map?、Bentley、Substation、等。

8、发布和查看支持、Web、的模型借助、ContextCapture，用户可生成任意大小的针对网络发布进行了优化的实景模型，并在浏览器中查看。如、ContextCapture、的原生格式、3MX，或、Cesium、3D、Tiles。这样，您就可以与任何利益相关方随时共享三维模型，并以可视化方式展示。

什么是三维GIS？有什么作用？

地理信息系统（GIS，Geographic Information System或 Geo－Information system）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

三维是将采集以及经运算分析后对数据的表现、展示。三维数据相对二维数据更能表现出客观实际。

三维GIS与二维GIS一样，需要具备最基本的空间数据处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据分析和数据表现等。相比于二维GIS，三维GIS具有以下优势。

空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效果。

多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。

三维GIS技术是什么?

随着三维GIS技术的应用愈加普及，在智慧城市经济发展，市场监管，社会治理，公共服务，环境保护等行业领域利用三维可视化技术GIS+BIM模型优越的可视化3D空间展现能力，以三维模型为载体，将各种零碎、分散、割裂的信息数据，以及建筑运维阶段所需的各种机电设备、物业管理、安全管理参数进行一体化整合的同时，进一步引入建筑的日常设备运维管理功能，形成基于BIM的建筑空间与设备运维、安全监控、品质管理的能力。

广州千越飞鸿科技有限公司 结合实际运维管理的需求，基于GIS+BIM大数据的智能化建筑运维管理系统应运而生。智能化建筑管理平台借助于3DGIS、BIM、物联网等信息技术，将智能化、机电、安全、品质、资产、物业管理、节能管理、对外展示等多角度的系统与建筑三维模型及管理需求进行一体化整合。最终建设目标通过对各系统的集成统一，建立建筑主题数据库，为智慧园区提供可靠的设备运维分析、安全管理监控、品质运管理、资产信息化管理、物业管理服务、节能管理、信息化决策等一系列专业性服务。

什么是三维激光扫描技术？

三维激光扫描技术（Terrestrial Laser Scanning, TLS）是20世纪90年代中期随着 科技 不断发展而出现的一种高新技术，同时也是继GPS空间定位系统之后的又一项测绘技术新突破。

三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量的方法，能够大面积、高分辨率的快速获取被测对象表面的三维坐标数据，同时可以通过专业软件和测量数据建立物体的三维实体模型。

该技术具有非接触性、快速性、主动性等特性，实时获取的数据具有高密度、高精度等特点，其应用可能引起测绘技术的又一次革命。

三维激光扫描技术是一种集成了多种高新技术的新型测绘技术。在扫描仪器内部，扫描控制模块调整并测量每个脉冲激光的角度，针对每一个扫描点可测得发射点至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一个扫描点与发射点的空间相对坐标。

三维激光扫描技术所具备的技术特点使其具有广阔的应用前景，它的自动化程度、测量能力、人力成本、测量速度、数据处理效率等等整体经济效益均明显优于其他测量技术。

相对于传统的单点测量模式，三维激光扫描技术是被认为单点测量进化到面测量的革命性技术突破。

该技术在自动驾驶及驾驶辅助领域、测绘工程领域、结构测量领域、 历史 建筑及古迹测量领域、 娱乐 领域以及其他相关领域具有诸多广泛的应用前景。

三维激光扫描技术目前最火热的应用场景可以说是在自动驾驶及驾驶辅助这一领域，目前市面上诸多激光雷达相关产商也都在积极的追逐和布局这一领域。

三维激光扫描技术可以应用在公路测绘、地形测量、河道测绘、铁路测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、桥梁及建筑物测绘、地下工程测绘、矿山测量及体积计算等领域。

三维激光扫描技术可以广泛应用于桥梁工程、建筑工程等工程设施的改扩建测量、结构的三维仿真、空间位置测量、面积及体积测量等方面；可用于造船厂、化工厂、电厂、海上平台等大型工业企业内部设备的测量及建模；还可以用于管道等线路工程的测量、各类机械制造及安装等领域。

三维激光扫描技术的非接触式测量模式使其在这一领域发挥了重要的作用，如进行 历史 建筑物内部及外部的高仿真测量、估计的测量、文物的修复、古建筑资料的保存、遗址测绘、考古现场模拟及现场保护性影像记录等。

三维激光扫描技术可以用于影视产品中三维场景虚拟重建及人物素材的设计、3D 游戏 角色的开发、虚拟博物馆的建设与管理等。

在紧急服务业中，如现场灾害评估、犯罪现场记录与还原，交通事故现场快速三维记录等；在采矿业中，如开挖体积计算、矿产储量计算、塌陷区域测量等工作都可以采用三维激光扫描技术来代替传统测量模式。

相信随着三维激光扫描技术的不断发展，其应用领域将会更加的广泛和成熟。

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