【正文】 型具有更好的幾何完整準確性、更強的真實感，使計算機視覺更加客觀真實，因此，基于三維激光掃描技術(shù)的三維模型重建有很好的發(fā)展前景。采集空間點位信息，快速建立物體的三維影像模型的一種技術(shù)手段。比如在古建筑物的修復(fù)和保存方面，可以通過無接觸來采集點云數(shù)據(jù)并建立文物的表面模型，所以在文物遭到破壞后能及時而準確的提供修復(fù)數(shù)據(jù)。利用激光掃描儀得到的掃描數(shù)據(jù)進行三維地面實物模型重建首先對激光掃描儀掃描的數(shù)據(jù)提前處理一下，然后再對激光掃描儀獲取的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的配準，統(tǒng)一在同一個坐標系統(tǒng)條件之下，之后還要進行網(wǎng)格化等來建立三維模型。 研究意義三維激光掃描儀作為一項新的數(shù)據(jù)獲取手段，還可以深入到任何復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境及空間中進行掃描操作，并直接將各種大型的、復(fù)雜的、不規(guī)則、標準或非標準等實體或?qū)嵕暗娜S數(shù)據(jù)完整的采集到電腦中，進而快速重構(gòu)出目標的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù) [3]。基于三維掃描儀獲取的三維掃描數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的三維地面實物模型重建技術(shù)普遍適用性差、推廣率低的缺點造成了該項技術(shù)的緩慢發(fā)展，如何應(yīng)用點云數(shù)據(jù)建立實體表面模型，評價重建后的模型的精度，如何使三維激光掃描系統(tǒng)校正體系更加完善完善等問題都是目前地面三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用中亟待解決的 [4]。最后真正實現(xiàn)最終數(shù)據(jù)的精確表達，盡可能地滿足不同層次用戶和精度的工作需要。 （3） 簡單介紹說明利用弟買按三維激光掃描技術(shù)來進行地面三維實物模型重建的基本流程并對每個步驟進行簡單闡述。三維激光掃描儀作為一種新的空間數(shù)據(jù)采集手段，因為可以快速獲取大量三維空間信息，所以將具有廣闊的發(fā)展空間，它將會成為一種普遍在測繪領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)手段 [5]。我們應(yīng)該根據(jù)我們的目的對三維激光掃描儀進行合理的選擇，下面我將要簡單地介紹一下各種類型激光掃描儀。按掃描儀的成像方式分類，有攝影掃描式掃描儀、全景掃描式掃描儀、混合型掃描式掃描。 三維激光掃描系統(tǒng)主要由三維激光掃描儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)平臺組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要作用是將圖像采集卡送出的視頻信號進行精密測量、高速存貯，并且主處理機在適當?shù)臅r候取回數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，形成三維數(shù)據(jù)，以便進行后續(xù)的模型重建等應(yīng)用。在儀器內(nèi)，通過兩個同步反射鏡快速而有序的旋轉(zhuǎn)，將激光脈沖發(fā)射體發(fā)出的窄束激光脈沖一次掃過被測區(qū)域，測量每個激光脈沖從發(fā)出經(jīng)被測物表面再返回儀器所經(jīng)過的時間（或相位差）來計算距離，同時掃描控制模塊控制和測量每個脈沖激光的角度，最后計算出激光點在被測物體上的三維坐標。設(shè)測的的觀測距離為S，精密時鐘控制編碼器同步測量每個激光脈沖水平方向掃描角度觀測值α垂直方向掃描角度觀測θ。即不需要安置反射棱鏡也不需要接觸目標物，可以直接獲取目標物表面點的三維的高分辨率的數(shù)據(jù)而且目標物的表面也不用進行任何處理，而且所采集到的數(shù)據(jù)完全真實可靠，突破了傳統(tǒng)測量技術(shù)在環(huán)境惡劣、目標危險、人員無法到達而不能測量的缺陷，因此，在簡化了測量工作的同時也保證了測量人員的安全，避免了他們在復(fù)雜危險的環(huán)境下作業(yè) [10]，在解決目標危險或人員無法到達的情況下，具有非常明顯的優(yōu)勢。地面三維激光掃描系統(tǒng)通過探測自身發(fā)射的激光脈沖回射信號來描述目標信息，使得該測量不受時間和空間的限制，系統(tǒng)發(fā)射的激光束是準平行光，避免了常規(guī)光學(xué)照相測量中固有的光學(xué)變形誤差，這使實體實景的結(jié)構(gòu)屬性和空間形態(tài)的描述更加準確和完整，同時，采集的三維數(shù)據(jù)更加具有準確實效性 [11]。數(shù)字自動化是當今社會發(fā)展的不可避免的趨勢，滿足了現(xiàn)代測量的需求 [12]。得到的數(shù)據(jù)能夠與其他軟件進行數(shù)據(jù)共享及交換，可以和GPS、外接數(shù)碼相機配合使用，更好的拓寬了它的應(yīng)用范圍，使用外置數(shù)碼相機的，增強了彩色信息的采集，更加全面的獲取掃描得到的目標信息。激光技術(shù)的引入，使測繪領(lǐng)域進入了繼GPS之后的一個新的發(fā)展階段。雖然國內(nèi)起步相對來說不算很早，但是在基于激光掃描技術(shù)的三維模型重建這項技術(shù)方面的發(fā)展還是不錯的，許多學(xué)者在這方面也做了不少研究工作。通過傳統(tǒng)測量儀器通過測量儀器獲得的離散點坐標來建立地面實物的三維模型是難以實現(xiàn)的，但是三維激光掃描技術(shù)可以使地面實物實現(xiàn)從二維到三維的轉(zhuǎn)化，三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛。相信將來基于三維激光掃描技術(shù)的三維模型重建技術(shù)會更加簡單普遍，廣泛應(yīng)用與各項工程建設(shè)。我們還可以將定期掃描的前后兩次的點云數(shù)據(jù)進行疊加，對比分析這兩次數(shù)據(jù)的差別，預(yù)測監(jiān)測體的變形趨勢和量級。 在其他方面的應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用很廣泛，除了上述應(yīng)用外，在現(xiàn)在正在進行的地籍測量中，利用三維激光掃描儀形成三維圖像，對獲取到的三維點云數(shù)據(jù)進行分析建模，在電腦上進行量測，相對于傳統(tǒng)的報表和圖件形式，既方便精度又高；在現(xiàn)在的雅安地震中，我們也可以通過三維激光掃描技術(shù)記錄現(xiàn)場的真實情況并進行分析，方便我們的災(zāi)后重建工作。（1） 點云：是在同一空間參考系下表達目標空間分布和目標表面特性的海量點集合。（3） 全局坐標系：統(tǒng)一的全局坐標系，通常指大地坐標系，可以用傳統(tǒng)測量方法（GPS 或全站儀）獲得。（7） 紋理映射：將數(shù)碼相機獲得的圖像信息恢復(fù)到模型表面的技術(shù)，可以通過重建模型的逼真的表面信息來產(chǎn)生仿真的視覺效果。全球定位系統(tǒng)具有全天測量、定位精度高、可提供全球統(tǒng)一的三維坐標系的優(yōu)勢，在掃描過程用，我們可以精確的測量出布設(shè)的控制點的坐標，這樣可以為坐標轉(zhuǎn)換提供參數(shù)，全站儀測量也可以滿足該項要求。 三維激光掃描工作流程地面三維激光掃描技術(shù)流程大致分為計劃制定、外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。因為多余的采集信息會給我們的后續(xù)處理工作帶來很多麻煩，因此在進行掃描時，我們要根據(jù)目標物的規(guī)模、形狀、大小來合理地設(shè)置分站數(shù)和采樣密度，鄰近兩測站的掃描區(qū)域應(yīng)該有一定范圍的重疊，一般是 30%40%，最小不得低于 15%，我們還可以通過建立平面控制網(wǎng)的方法來拼接，每站控制點點數(shù)量不能少于四個，均勻分布，在拼接時，將用全站儀等測量得到的所有點云數(shù)據(jù)的坐標轉(zhuǎn)換成全局坐標，由點云處理軟件根據(jù)已知控制點的坐標自動配準。而不同品牌的掃描儀其內(nèi)部坐標參照系統(tǒng)也是不同的，得到的點云坐標格式也不相同，因此，在掃描工作結(jié)束后，我們需要用儀器廠商自帶的點云處理軟件對點云數(shù)據(jù)進行坐標格式轉(zhuǎn)換。國內(nèi)外很多學(xué)者在點云去噪方面提出了很多有效算法，它們主要與點云數(shù)據(jù)的排列形式有關(guān)，點云的排列形式一般可分為有序或部分有序排列和無序排列，對于前者，一般采用平滑濾波的方法按照掃描線進行處理，對于后者，需要在數(shù)據(jù)之間先建立拓撲關(guān)系，但目前還沒有一個簡便有效的方法。我將對掃描線數(shù)據(jù)和散亂數(shù)據(jù)的處理進行簡單的介紹。在數(shù)據(jù)精簡階段的處理方法大致有使用傳統(tǒng)算法、基于掃描線的數(shù)據(jù)壓縮算法 [16]，基于掃描線的數(shù)據(jù)壓縮算法的方法模型簡單，計算方便，但有時會刪除特征點，適合掃描線多但每條掃描線所含點不多的情況，每次掃描的點沿掃描方向線性排列在同一平面內(nèi)，如果取樣點在同一平面內(nèi)，通過前后兩點的斜率變化來表示，如果一個點和周圍兩點的斜率變化大，則說明它包含更多點的物體表面信息，應(yīng)該保留，如果取樣點不在同一平面內(nèi)，可以將 i 點到其他兩點 i1，i+1 的距離 h 作為特征量。 2d2Sm???? 式 41公式中， dm為全站儀測距誤差， ?為測角中誤差，D 是測站點至目標點的水平距離，m 為觀測誤差。②掃描點的測量誤差影響三維激光掃描測量的因素很多，但是一般可分成：儀器誤差、與目標物體反射面有關(guān)的誤差、外界條件誤差。目標物體反射面傾斜的影響 [17]。對于粗糙度過大的物體來說，當大部分入射光照射到待測物體時，產(chǎn)生了漫反射，形成的光帶邊緣粗糙，而且容易產(chǎn)生“飛點”，這是因為光帶強弱的分布不均勻。我將會用兩個實例建模使我們對三維建模有一個直觀的認識 [19]。三角形網(wǎng)格就屬于該種表示方法，這種表示方法能夠充分利用點云信息，很適合三維激光掃描儀獲取的數(shù)據(jù)。其中第一個圖為原始數(shù)據(jù)圖，第二個圖為處理后的點云數(shù)據(jù)圖。 三維表面網(wǎng)格模型三角形格網(wǎng)是三維模型重建最常用的方法，它通過構(gòu)建三格網(wǎng)將離散點云聯(lián)系起來，形成由無數(shù)三角形組成的面來表示地面實物表面。（2） 第二章部分詳細闡述了三維激光掃描儀的工作原理，簡單介紹了目前常用的幾種地面三維激光掃描儀，并說明了三維激光掃描技術(shù)非接觸性測量、快速、數(shù)據(jù)采樣率高、實時、主動性強的優(yōu)點，它憑借獨有的特點廣泛應(yīng)用與各個工程研究領(lǐng)域，我對該項技術(shù)上現(xiàn)在在國內(nèi)外取得的成就做了簡單的介紹。但是，隨著研究的更進一步深入，我認為還有以下方面的問題需要解決：對基于三維激光掃描技術(shù)的三維模型重建過程中的誤差進行分析，掌握點云數(shù)據(jù)的誤差傳播規(guī)律，方便我們在測量過程中嚴格控制來提高測量精度；激光光源對特定的材料的物體反射不敏感或者具有強反射特性的區(qū)域使得掃描區(qū)域出現(xiàn)”盲區(qū)”現(xiàn)象，還有掃描視場的局限性等，這都是值得我們研究的，我們可以利用地面激光掃描技術(shù)快速重建三維模型，但是模型的精度問題也是很重要的，如何進行評估和怎么選擇評估模型，都是我們在以后的研究方向。在此，我祝大家身體健康，萬事如意，幸福開心！參考文獻[1] Zhu Ling, Zhou Keqin, LI Xiao, ancient buildings of modern mapping technologybased mapping methods[J]. Shanxi Architecture, 2022 .4[2]馬曉泉，地面三維激光掃描技術(shù)及其在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，東華理工大學(xué)測繪工程學(xué)院[J].科技信息；2022 年 19 期[3]趙慶陽，三維激光掃描儀數(shù)據(jù)系統(tǒng)研制[D].西安科技大學(xué)；2022 年[4]馬立廣，地面三維激光掃描測量技術(shù)研究[D].武漢大學(xué)；2022 年[5]高秀娟，楊偉華，三維激光掃描技術(shù)及其在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息；2022年 6 期[6]王恒，基于地面三維激光掃描儀的建模技術(shù)[D].北京建筑工程學(xué)院；2022 年 3 月. .. . ..學(xué)習(xí)參考[7]王瀟瀟，地面三維激光建模及其建筑物測繪中的應(yīng)用[D].中南大學(xué)；2022 年[8]馬曉泉，地面三維激光掃描技術(shù)及其在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀[J].科技信息；2022 年[9]劉文龍，趙小平，基于三維激光掃描技術(shù)在滑坡監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J].學(xué)術(shù)期刊；2022年[10]張亞，三維激光掃描技術(shù)在三維模型重建中的應(yīng)用研究[D].長安大學(xué)；2022 年[11]三維激光掃描系統(tǒng)，長江水利網(wǎng)[Z][12]董秀軍，三維激光掃描技術(shù)及其工程應(yīng)用研究[D].成都理工大學(xué)；2022 年 5 月[13]張亞，三維激光掃描技術(shù)在三維模型重建中的應(yīng)用研究[D].長安大學(xué)；2022 年[14] 李寒，基于激光掃描數(shù)據(jù)的三維場景重建技術(shù)的研究[D].大連理工大學(xué)；2022 年[15]鄭俊峰，于水敬，張志友等，三維激光掃描系統(tǒng)在測繪技術(shù)中的應(yīng)用前景[J].科技信息；2022 年[16] 談春艷，三維激光掃描數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué)；2022 年[17] 鄭德華，沈云中，劉春，三維激光掃描儀及其測量誤差影響因素分析[J].測繪工程，2022 年 2 期[18] Zheng De Hua, Shen Yun, Liu Chun, threedimensional laser scanner and its measurement error influencing factors, Surveying and Mapping Engineering[J].2022 .2[19]陳治睿，；2022 年1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。有時候覺得自己像個神經(jīng)病。歲月是有情的，假如你奉獻給她的是一些色彩，它奉獻給你的也是一些色彩