激光扫描三维方案分析.docx

三维激光扫描仪采集制作地面实景三维模型可行性分析
1、三维激光扫描仪简介
三维激光扫描仪是一种通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射光强度的仪器，是一种无接触式主动测量系统。
由于激光扫描仪获取实际场景数据方法的方便，简单和三维激光扫描仪采集制作地面实景三维模型可行性分析
1、三维激光扫描仪简介
三维激光扫描仪是一种通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射光强度的仪器，是一种无接触式主动测量系统。
由于激光扫描仪获取实际场景数据方法的方便，简单和数据精度高等优点，所以近年来对采用激光扫描仪获取地面目标地物三维数据并进行处理引起了人们注意。另外，采集的三维数据在数字文物，城市规划，地形测量等方面有广阔的应用前景，
一般情况下，三维激光扫描分为定点三维激光扫描仪、车载三维激光扫描仪和机载三维激光扫描仪。机载三维激光扫描仪系统都单独使用脉冲飞行时间原理进行测距，
2、三维激光扫描仪应用于城市三维建模技术分析
机载激光雷达测量技术原理简介
机载Lidar系统的组成包括：
（1）激光扫描仪，是一种主动遥感，用于测定传感器到地面的距离。
（2）高精度惯性导航仪（IMU）,用于记录设备在工作过程中的姿态参数。
（3）GPS,包括机载GPS和地面基站GPS,用于差分技术的全球定位系统，得到GPS接受装置处的坐标信息。
（4）高分辨率的数码相机，拍摄高分辨率数码影像，用于制作正射影像；为提供建筑物侧面纹理信息，还可以同时另配置两个数码相机进行倾斜摄影。通过这四种技术的集成，可以快速地完成地面三维空间地理信息的采集，通过数据预处理，便可得到具有坐标信息的激光点云数据和影像数据。
数据预处理
结合IMU记录的姿态参数、机载GPS数据、地面基站GPS观测数据、GPS偏心分量、扫描仪和数码相机各自的偏心分量，进行GPS/IMU联合解算，可以得到扫描仪及相机曝光瞬间的WGS84坐标下的轨迹文件，进而快速确定激光点云的空间位置及影像的外方位元素。若需转换坐标系统，则通过一定的方法进行平面与高程的坐标转换。
使用商业处理软件，可以快速将地面数据与非地面数据分离，得到纯地表数据，生成DEM；初始的影像外方位元素一般达不到精度要求，利用纯地表数据对影像外方位元素通过寻找同名像点的方式进行校正，可以快速生成DOM。DEM和DOM叠加在一起的三维地形模型，能够清晰地表达地形的高程信息及纹理信息，从而反映真实三维地形信息。利用激光点云数据和DOM进行三维建筑模型建模，建立的三维建筑模型精度较高，特别是对一些比较复杂的建筑更为有效，能够快速还原城市建筑原貌。
车载激光三维扫描仪
车载激光扫描系统的组成和机载的类似，可以精确、快速获取城市建筑物、道路交通设施、隧道等地物的表面信息，非常适用于城市物体三维空间信息的快速精确获取和在此基础上的三维重建，然而点云不是GIS数据，也不是三维模型,要将大量离散的点处理为可使用的三维模型还需要一系列复杂的过程。现阶段针对车载激光点云三维重建的方法还主要依赖于人工交互或半自动化处理而且没有针对整个城市地物的三维重建方法。
M
车载三维激光扫描仪扫描数据在电脑上的实时显示
车载和机载对比：机载的三维重建更多的是对地形和建筑物的重建，其思想是需要先对数据进行分类，对地形和建筑物不同的重建，地形是直接