三維激光掃描作為一種新的測量技術(shù)手段，應(yīng)用是十分廣泛的。目前已經(jīng)應(yīng)用比較成熟的領(lǐng)域有測繪、建筑、礦產(chǎn)、交通、林業(yè)、規(guī)劃、文物保護、工業(yè)等。今天我們就主要來看一下三維掃描在建筑行業(yè)的應(yīng)用。

作為一種全新的測繪手段，三維掃描擺脫了傳統(tǒng)測量無法逾越的限制，并讓測量結(jié)果精細(xì)度提高到一個新的層次。如建筑施工時土石方階段的快速方量數(shù)據(jù)獲取及監(jiān)測，土建階段的施工空間質(zhì)量檢測，安裝工程和裝飾工程階段的施工現(xiàn)狀分析，竣工驗收階段的客觀數(shù)據(jù)比對等等。

三維激光掃描儀提供了快捷的測繪手段，并將現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)高精度、完整地帶回辦公室供細(xì)化測繪、設(shè)計規(guī)劃、研究計算、場景仿真等進一步應(yīng)用。測量結(jié)果不僅包含特征點幾何特性，而且連同現(xiàn)場對象的細(xì)節(jié)特征，甚至對象的顏色信息以及完整的三維空間結(jié)構(gòu)都保存下來。實現(xiàn)全面、可視化、精準(zhǔn)測量結(jié)果，完全可以在辦公室電腦中進行細(xì)化測量和勘察，減少野外數(shù)據(jù)采集的工作量和采集時間。下面我們通過兩個三維掃描在建筑行業(yè)應(yīng)用的案例來了解一下。

1、三維激光掃描技術(shù)在建筑立面測繪中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑立面測量使用“全站儀免棱鏡測量”與“手繪草圖”相結(jié)合的方法。使用全站儀測量出門窗等結(jié)構(gòu)的每一個角點，并輔以草圖說明，內(nèi)業(yè)處理時將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成立面的二維坐標(biāo)，繪制出建筑立面的CAD文件。

這種作業(yè)方式在遇到古建筑等結(jié)構(gòu)系統(tǒng)較為復(fù)雜的情況時，需要測量的結(jié)構(gòu)點非常多，工作量大且不容易記錄，效率較為低下。因此，有必要對原有的工作流程進行改進，以勝任更多類型建筑的立面測圖任務(wù)。

三維激光掃描技術(shù)，又稱實景復(fù)制技術(shù)，該技術(shù)可以快速重建出整個建筑物的全部空間幾何特征，以1:1的真實比例呈現(xiàn)在計算機中，其數(shù)據(jù)格式為高密度、高精度的點云數(shù)據(jù)，利用該數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)軟件可以快速精確地制作建筑立面圖形。

 為了保證原始數(shù)據(jù)的精度以及工作的便捷度，外業(yè)掃描宜采用架站式三維激光掃描儀。內(nèi)業(yè)制圖可以使用支持點云的制圖軟件，也可以直接使用專業(yè)的點云處理平臺。

使用三維激光掃描技術(shù)獲取建筑物完整點云，能夠保證立面測量的繪圖質(zhì)量，一套數(shù)據(jù)即可完成繪圖、調(diào)繪、質(zhì)檢等多種用途。激光掃描儀在較短的時間內(nèi)即可獲取整個全景視野中的所有三維信息，比全站儀免棱鏡觀測結(jié)構(gòu)點的效率高出幾十倍，同時結(jié)合 點云處理軟件，可以根據(jù)建筑立面點云高效制作建筑立面圖。精確詳細(xì)的立面圖，能夠為建筑物的治理，修繕及美化等提供數(shù)據(jù)支持，尤其是在城市建設(shè)和歷史建筑保護項目中作用更加明顯。因此基于三維激光掃描技術(shù)的建筑立面測圖方案值得在行業(yè)內(nèi)進行推廣應(yīng)用。

2、三維激光掃描儀在建筑竣工測量中的應(yīng)用

三維掃描儀在竣工勘驗中應(yīng)用的工作流程，分為三大步驟：點云數(shù)據(jù)獲取——點云數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、噪點去除）——模型構(gòu)建（算法選擇、模型建立和紋理鑲嵌）。具體流程如下：

（1）點云數(shù)據(jù)獲取

掃描前根據(jù)需求擬定掃描的布局，進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，確定掃描精度和掃描幀數(shù)等參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)有的測量條件和測站點位置選擇合理的模型拼接方式，使掃描效果達(dá)到最佳。

（2）點云數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、噪點去除）

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后對獲取的點云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括配準(zhǔn)和去噪兩個過程，去噪是應(yīng)用過濾算法剔除原始點云中的錯誤點和含有粗差的點。之后進入內(nèi)業(yè)點云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)步驟，即將兩個或兩個以上坐標(biāo)系中的大容量三維空間數(shù)據(jù)點集通過特征點轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)計算過程。

（3）模型構(gòu)建（算法選擇、模型建立和紋理鑲嵌）

1.數(shù)據(jù)處理完成后，進入建模階段，首先進行數(shù)學(xué)算法的選擇，算法選擇的恰當(dāng)與否決定最終模型的精度和和數(shù)據(jù)表達(dá)的正確性。

2.通過計算機直接對實體進行自動建模，通過自動化的軟件平臺，用獲取的點云強度信息和相機獲取的影像信息對模型進行紋理鑲嵌。

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