三维激光扫描在砖结构古墓葬数字化工程中的应用

三维激光扫描技术可以快速、准确并完整地记录被扫描对象的空间信息,对被扫描对象进行数字化处理和建立三维模型。本文以砖结构古墓葬群遗址为例,探讨在砖结构古墓葬中如何有效使用三维激光扫描技术进行数据采集,通过区块划分、精度控制、数据拼接与误差改正、坐标系转换、抽稀与降噪、3D建模,获取完整准确的三维点云数据及模型,为遗址数字化提供基础数据。实践结果表明,三维激光扫描技术是砖结构古墓葬数据记录与保存的一个重要高效的技术手段。     

利用三维激光扫描技术进行地铁隧道施工质量管控及病害检测

三维激光扫描技术具有不接触、高密度、高精度和数字化等特点，可实现地铁隧道全息、全面、快速三维测量。在土建施工阶段，分别对隧道初支及二衬进行三维扫描，可快速获取初支断面的超欠挖情况及二衬限界情况；将初支与二衬扫描获取的点云进行叠加计算，可分析隧道施工二衬的厚度。在地铁隧道运营阶段，采用移动三维激光扫描技术对隧道进行扫描，可快速获取隧道的全息数据，从点云中可分析、提取隧道渗水、裂缝、管片错台等病害信息。本文采用三维激光扫描技术对青岛地铁部分工点的施工质量及病害检测进行了测试、应用，介绍了其数据采集流程及点云分析处理，为三维激光扫描技术在地铁隧道的推广应用提供了一定的借鉴意义。     

三维扫描技术在预制构件质量检查中的应用

针对钢结构预制构件车间预制完成后需对其预制质量进行检查,合格后发往现场拼装,位置尺寸检查通常通过预组装或钢卷尺、全站仪检查,费工费时等问题,提出采用三维扫描技术检查方法,解决了钢结构构件在车间加工、焊接过程产生的误差的检查问题;实现了采用三维扫描仪对构件全方位扫描,来获取钢构件的三维点云信息,运用点云信息基于特征点进行整体结构模型拼接,将整体拼接图形与理论设计模型进行对比分析,计算出加工、焊接误差,及时矫正;基于三维扫描技术的研究表明,不仅可以快速精确测量,还能准确地实现构件虚拟复原,提供原始全方位数据,研究结果可应用于空间立体结构的检测,从而实现在车间及时发现问题,解决问题,避免在施工现场拼接发现问题而返厂矫正或返工维修,达到减少成本、节约时间,确保质量、提高劳动效率。     

激光扫描技术在中国古代建筑精细测绘中的应用 ——以西安钟楼三维建模及精细测绘项目为例

以西安钟楼的精细测绘与三维建模为工程实例,利用三维激光扫描技术对钟楼进行精细扫描测量,构建了准确翔实的钟楼三维模型,绘制了楼体详尽的纵横剖面、立面等二维图,为钟楼修缮和存档提供了准确的测量数据、图形、图像及模型.此外,通过该案例,详细分析了三维激光扫描技术在中国古建筑测绘应用中的技术优势与不足.     

移动三维激光扫描系统在地下隧道工程病害检测中的应用

随着环境变化及结构劣化,地下隧道工程投入运营后不可避免会出现病害。如何快速准确获取地下隧道工程裂缝、渗漏水、管片错台等病害信息成为工程重点和难点。作为实景复制技术,三维扫描能够对扫描场景进行高精度的还原,基于多源传感器获取的地下隧道点云数据,借助智能识别算法及人工判读,进行深度挖掘分析,可以很好获取相关位置病害信息。以青岛地铁2号线为例,借助移动三维激光扫描(螺旋扫描)+线扫描相机+其他传感器等设备,探讨外业采集和数据处理过程关键技术方法,分析其在地下隧道工程病害检测及原始数据存档方面的综合应用,最终建立地下隧道三维信息数据库,实现快速检测和评估,从而预测隧道病害发展趋势,减少病害带来的损失,为类似项目提供了良好借鉴。     

城市海量三维场景的高效裁剪算法研究

针对目前三维GIS领域缺少城市海量三维场景的快速裁剪算法,方便城市三维数据的分发与应用,本文在对三维场景进行分区组织以及动态调度的基础上,提出了一种层-区-块-模型四层次由粗到精的快速真三维裁剪算法。数个城市的应用实践证明,该算法准确、高效,适用于城市海量三维场景的快速裁剪。     

CityEngine与ArcGIS结合的辅助道路规划设计

结合CityEngine与ArcGIS构建了一种基于三维道路模型的道路设计方案快速集成和实时模拟的辅助规划设计平台。CityEngine参数化建模软件基于CGA规则语法的建模技术,可以对道路的三维模型进行批量化快速构建,在此基础上借助ArcGIS的空间分析功能,可以开展地形分析、断面分析、土石方计算等辅助规划管理等工作,为道路规划、设计、管理部门提供了一种将可视化的设计成果进行三维展示的技术手段,帮助设计人员提高了工作效率与方案质量,为评价和决策者提供了直观、便捷的评价及决策依据。试验证明,通过将CityEngine参数化建模软件与ArcGIS的空间分析功能相结合,开发的城市道路三维可视化辅助设计平台可以直观、准确地展现城市道路设计方案,并在此基础上对道路三维模型进行空间分析,辅助决策者对方案进行评价及改动;该平台有利于不同专业工作者之间的协同配合,可以显著提高道路设计工作的技术水平和工作效率,对于推动道路设计工作由二维向三维转变具有重要意义。     

采用倾斜摄影测量和几何造型方法的城市实景三维建模

近年来,数字城市在实景三维模型的基础上得到了广泛研究与应用。但是,传统三维建模手段难以满足现代数字城市更快速、更真实、更准确、更大规模的数据生产要求。本文以江苏省淮安市蒋坝古镇为例,开展快速构建城市精细化三维模型的研究,基于低空无人机倾斜摄影测量技术构建城市实景三维模型,利用几何造型方法对实景三维模型进行精细化加工。结果表明,采取的方案满足实景三维模型的应用需要,适合城市三维模型快速构建,对大规模三维模型数据生产具有一定的参考价值。     

基于LiDAR技术的古建筑复杂曲面三维重建

随着信息技术和测绘科学的迅猛发展,传统的空间数据获取模式已经不能满足现在的信息化需求。三维激光扫描技术的出现,推动了现代化测绘技术的发展,其高精度、快速的非接触式扫描测绘方法改变了传统空间数据采集模式。古建筑文化遗产的三维数字化保护是目前社会的研究热点,利用三维激光扫描技术来重建古建筑独特复杂的表面模型,为古建筑数字化管理和修复提供数据参考是一个很有意义的事情。本文以利用地面三维激光扫描系统构建古建筑三维模型为研究对象,通过洞窟类实例对古建筑点云数据处理和NUBRS三维模型复杂曲面重建技术进行研究与探讨。     

手持式激光扫描仪在文物测量中的应用研究

运用现代手持式三维激光扫描仪对文物进行精准测量,获取其点云数据,并通过数据预处理、模型特征处理与曲面重构、CAD模型构造及快速3D打印成型进行三维表达,实现文物快速、准确的测量和三维实体表达,为文物的保护和修复提供实体样件,其应用取得了满意的结果。