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三维扫描

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇三维扫描范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

三维扫描范文第1篇

【作者简介】

电影《本杰明·巴顿奇事》海报 自20世纪70年代以来,由于计算机技术的不断发展,数字技术在影视动画中的应用逐渐广泛,并已成为影视动画制作中不可缺少的一部分。美国导演詹姆斯·卡梅隆说道:“视觉娱乐影像制作的艺术和技术正在发生着一场革命,这场革命给我们制作电影和其它视觉媒体节目的方式带来了深刻变化,以至于我们只能用出现了一场数字化文艺复兴运动来描述它。”随着电影数字化程度的发展,在测量和逆向工程领域应用广泛的三维扫描技术逐渐应用到影视动画的制作中,并对影视动画的制作具有较为深远的影响。

一、何为三维扫描技术

三维扫描仪是用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据(如颜色、纹理等性质)的科学仪器。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云,用来插补成物体的表面形状,越密集的点云可以创建更精确的模型。若扫描仪能够取得表面颜色,则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图,即所谓的材质印射。

三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪(也称拍照式三维描仪)和激光扫描仪。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等,激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。三维扫描在工业设计、地貌测量、数字文物典藏、影视动画、游戏创作素材等领域应用广泛。在影视动画的制作中,非接触式的拍照式三维扫描仪和激光扫描仪在虚拟物体的创建中发挥着重要作用,也是目前应用最广泛的三维扫描技术。

二、三维扫描技术在影视动画中的应用

随着计算机图形图像技术的发展,数字技术越来越广泛地应用于影视、动画、游戏、广告等众多领域,实现了过去无法想象的特技效果,给人们带来了全新的视觉感受,成为高质量数字媒体制作中不可缺少的手段。随着影视动画数字化趋势的发展,高质而逼真的三维虚拟物体是高清画面必不可少的元素。三维模型创建的方法主要有两个,即完全在计算机中虚拟构造和设法获得实物的三维彩色模型。但对于真实的、复杂的物体,例如人物,再好的模型师也无法将真实的人等比完整复制,正所谓“画鬼容易画人难”。于是三维扫描技术在数字影视的仿真模型制作中,显得非常重要,如对真实角色的面部或者身体再现、三维场景的仿真、道具和装饰物等模型的创建等方面。

(一)角色的创建

角色是影视动画作品创作的核心,也是作品的灵魂。在影视动画的角色创建过程中,三维扫描技术主要表现在数字替身和精细模型创建两方面。

对于影视中的替身主要是指代替影片中原演员表演某些特殊和高难度的动作和技能,或原演员所不能胜任的惊险动作的特殊演员。一般选聘具有影片所需要的特殊技能的人员担任,代替某一演员完成规定的动作。随着数字技术的发展,数字替身在影视制作中被广泛应用,并取得了良好的效果。所谓的数字替身就是指用虚拟的方式创建演员的三维模型,并通过虚拟角色的表演来完成真人演员不可能完成的危险或高难度动作,以此获得较好的视觉效果。数字替身的原型一般为真人演员,所以其三维模型的创建是以真人为模板。为了使虚拟角色与真人演员具有高度的相似性,三维扫描技术往往成为导演所青睐的数字技术。无论是何种三维扫描仪都是以真人为扫描对象,以此来获得演员的三维模型和细节特征,之后再通过逆向过程软件进行后期的数据修补和局部细化,进而获得具有高逼真度的三维模型。

三维扫描技术在影视动画中完全虚拟角色的设计和创建过程中,也是身影不断且屡创奇效。在三维角色设计和制作过程中,往往要反复修改来确定角色的外观和细节。在细节设计和制作的过程中,为了获得更好、更逼真的效果,通过特效化妆师和雕塑师合作制作相应的实体模型,对于角色细节的观察和修改更加直观。

·电影理论王建磊:三维扫描技术在影视动画中的应用 格伦·斯坦德林执导的《Truth About Demons》在对角色模型制作的过程中,为了获得逼真而细致的角色模型,特效师奈杰尔和他的团队先用三维扫描仪对小尺寸的恶魔模型进行数字化处理,然后制作出等尺寸的头部和肩部模型。对恶魔头部的扫描数据主要用于细节处理,对缩小模型的扫描则用于全身造型的制作。将角色模型的扫描数据导出为Obj,并导入到Maya软件中进行处理,另外通过扫描获得的精细材质纹理,使逼真虚拟角色的获得成为可能。卡梅隆执导的《阿凡达》在设计和制作纳美人的过程中就制作了等比例的纳美人模型,然后再扫描实体模型生成三维数据,并利用这些数据建立通用的高分辨率的纳美人角色。《纳尼亚传奇3:黎明踏浪号》中羊人等角色,使用方便、高效的手持式三维扫描仪针对模型扫描获得逼真的三维模型。特别是《本杰明·巴顿奇事》中本杰明的模型制作最具代表性。特效化妆师瑞克·巴克和雕刻家卡瑟制作了本杰明不同年龄段的逼真半身头像。这些头像完全是根据真人演员的脸型特征进行制作,甚至连眼睛、牙齿等都非常细致而真实。然后,通过三维扫描技术获得本杰明头部的百万级的细致模型,从而为本杰明随着年龄变化而实现的头部替换而成为可能。另外,由于三维扫描数据简洁、准确,无需过于繁琐的后期数据处理,而大大提高了制作效率。

当然三维扫描技术在影视动画的应用实例举不胜数,我们所熟悉的影片,如《侏罗纪公园》、《玩具总动员》、《泰坦尼克号》、《蝙蝠侠Ⅱ》等,那些令人震撼、叹为观止的特技效果,都有三维扫描技术的参与。无论是《侏罗纪公园》中的恐龙,还是《玩具总动员》中的玩偶形象、《Jungle Book》中的蛇、《Dragon Heart》中的飞龙、《终结者Ⅱ》中的Linda Hamilton等,无不是三维扫描技术神奇效果的展现。

三维扫描范文第2篇

关键词:三维激光;扫描系统;自动化技术

随着图形应用领域的扩大,如何将现实世界的立体信息快速的转换为计算机可以处理的数据成了人类追求的一个目标。三维激光扫描技术是整个三维数据获取和重构技术体系中最新的技术。传统的扫面系统中有很多漏洞,这些问题的存在使得最终的测量结果受到了一定的影响。相比之下,三维激光扫描系统在标定、精度以及自动化方面的优势更加明显。

1三维激光扫描系统的标定自动化技术

1.1自动化技术的实现要求三维激光扫描系统标定自动化技术的实现要求主要包含以下两方面:第一,系统所采用的标定算法能够自动完成测量过程中涉及多有参数的计算。在对内外参数进行标定的过程中,其对所提供初始化条件的要求是,向其提供被测特征点的空间三维坐标及其图像上相对应的坐标点。1.2自动化技术的方法边缘提取:为了实现边缘提取目的,这里是基于数学形态学的轮廓提取算法进行计算。这种方法的实现过程是,结合一个共含九个点的结构元素对所得的测量图像进行腐蚀,当得到腐蚀图像之后,利用腐蚀之前的图像减掉腐蚀之后的图像,实现测量目标对象所有内部点的掏空,进而得出所有椭圆的边缘,实现对其轮廓的有效提取。这种处理方式能够有效保证标定精度[1]。筛选目标:在标定自动化技术的实现过程中,涉及到目标的筛选问题。其筛选过程的参考因素主要是不同目标的像素数目信息以及各自的位置信息等。当筛选过程结束之后,需要对后续过程所需的目标进行排序,该操作能够保证所提取的最终目标点具有左右匹配的特点,进而保证三维激光扫描系统的精度以及标定结果的准确性[2]。

2三维激光扫描系统的精度

2.1摄像头景深对三维激光扫描系统精度的影响在实际测量过程中,焦点前后的光线会分别发生聚集和扩散,在这个过程中,点的影响会逐渐模糊成一个面积较大的圆,这个圆被称为弥散圆[3]。当人眼对图像的鉴别能力超出弥散圆直径时,该弥散圆无法被肉眼辨别出来,这个弥散圆则是容许弥散圆。在焦点前后两个容许弥散圆之间的固定距离被称为景深。在应用三维激光扫描系统的过程中,当摄像机景深小于扫描物体时,实际超出景深部分的扫描对象会变得模糊,该部分特征提取过程会受到相应的影响,因此,实际成像位置的精确性也会受到相应的影响。为了保证三维激光扫描系统的精度,在实际应用过程中,应该结合具体的扫描对象选择相应的CCD以及镜头。如果扫描对象具有不确定特点,为了保证三维激光扫描系统的精度,应该将扫描对象控制在摄像机的景深范围中[4]。为了实现该目的,可以对z轴进行适当控制,使得该轴能够沿着被扫描对象进行高度轮廓运动。2.2镜头畸变对三维激光扫描系统精度的影响应用在工业领域的光学视觉测量系统中,在装调工艺以及加工等因素的作用下,会产生一定的光学畸变,当视场逐渐增加时,镜头产生的畸变也会逐渐增加。这种变化会对成像的几何位置精度产生影响。这里通过成像系统分辨率对其影响过程进行分析。如果摄像机自身的分辨率不会发生变化,为了提升图像物面的分辨率,需要对拍摄视场进行相应的缩小处理。如果摄像机自身的分辨率可以发生变化,在测量对象固定的条件下,为了实现图像物面分辨率提升目的,应该对摄像机分辨率进行适当地提升。在实际应用过程中,图像中心偏差、校正不合理等因素都可能引发镜头畸变,对此,为了保证三维激光扫描系统的精度,应该对其进行有效校正。就深度信息方面而言,其校正对象应该集中在摄像机的基线、左右两个不同摄像机之间存在的视差以及镜头固有焦距等方面[5]。

3结束语

综上所述,在三维激光扫描系统的实际应用过程中,其标定自动化技术主要是通过跟踪算法实现的,分割阈值、自动滤波等步骤的进行能够有效保证标定自动化的实现。除此之外,三维激光扫描系统的精度主要受到镜头畸变、图像中心偏差以及摄像头景深这三种因素的影响。为了保证精度,需要对这些影响因素进行有效控制。

作者:肖闯 杨双禄 王雅红 单位:沈阳理工大学

参考文献:

[1]唐欢歌.三维激光扫描系统的标定自动化技术及精度分析[J].南方农机,2016,47(10):104.

[2]刘佳.三维激光全景扫描系统误差分析及相机标定[D].北京:首都师范大学,2009.

[3]高志国.地面三维激光扫描数据处理及建模研究[D].西安:长安大学,2010.

三维扫描范文第3篇

关键词:三维扫描;数据采集;点云;逆向设计

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)35-0230-02

3D Scanning and Reverse Design of Cylinder Head

CAO Ran,YE Feng,TANG Chao,JIANG Suo-wen

(Changzhou Key Laboratory of Large Plastic Parts Intelligence Manufacturing, Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

Abstract:This paper first introduces the principle of 3d data acquisition and way. Preprocessing, accordingly, the first thing to be measured and adjust the steinbichler focal point of three-dimensional optical scanner, modify COMETplus - 2m software parameters, and then to the collection and fitting of the point cloud finally using Geomagic software Qualify to trim strip, reverse modeling using UG software to get the final model products. In the process of collecting, fitting point cloud, the point cloud can't automatic splicing and airway scans the area less than two gives a simple and practical solutions.

Key words: 3D scanner; data acquisition; point cloud; the reverse design

1 引言

逆向设计是一个从有到无的过程,根据已经存在的模型,用一定的测量设备对模型进行测量,获得三维轮廓点数据,利用三维几何建模方法重新构建实物的CAD模型,反向推出产品的设计数据的过程[1]。简单地说,就是从产品到数据模型再到产品的一个过程。本文主要说明了利用三维扫描仪和COMETplus-2m软件进行三维数据采集并拟合的一些方法,最后生成CAD模型。

2 数据的采集

数据的采集是逆向设计环节的重要步骤,如今数据的测量方式主要分为3种方式:接触式测量、非接触式测量和断层式测量。接触式测量主要是以三坐标测量为代表,拥有较高的准确性,但是会受到被测工件材料的影响。本文介绍非接触式测量,运用光学原理进行数据采集,其测量系统统称为3D扫描仪,如图1所示。测量方法有激光三角形法、激光测距法、结构分析法等[2]。非接触式测量因其测量简易,并且不受被测工件材料而影响测量,发展迅速。非接触式测量的精度易受工件的表面反射特性以及环境温度的影响,所以在测量时应喷涂显影剂来减小采集到的数据误差。

三维光学扫描仪采用的是基于相位转移结构光的三维重建技术,在物体表面投射光栅后,由两摄像机拍摄产生畸变的图像,利用相位解码获取每一点的相位信息,再结合极线几何约束关系实现两幅图像上点的匹配,最后根据标定结果,利用三角计算点的三维坐标,以实现物体表面三维轮廓的测量。

本次y量采用德国steinbichler三维扫描仪进行数据采集,并运用COMETplus软件对数据进行拟合。在数据采集时,按照下列步骤进行。

1)测量设备校核:在扫描前,需要对扫描仪进行校核,使扫描仪的两个镜头的光点聚焦到一点。

2)环境控制:扫描时,需室内温度恒定,设定在33度左右,由于该测量方式采用光学原理,因此室内光线不能过亮。此外被测件应静置在工作台上,不能振动。

3)被测件预处理:一般情况下,通过在被测件上贴参考点来使扫描出来的点云通过参考点进行拟合,但本次被测件特征明显,可以很好的进行拼接,所以不需要贴参考点。本次测量的气缸盖表面颜色显暗黑色,所以需在被测件表面喷涂显影剂来使被测件达到测量要求。在喷涂显影剂时,要求喷涂的越薄越好,以便减少点云数据误差。

4)测量路径:在测量时,需要规划好测量得路径,这样可以快速准确的完成测量。

在数据采集的过程中,COMETplus-2m软件会得到点云图像,在采集到的点云特征明显的情况下,点云图片会自动拼接,但是如果扫描出来的点云特征不明显,就需手动调节,找到两张图的特征部位,做上标记,从而进行手动拼接,如图2所示。在拼接图像时,需要通过多次匹配来使得偏差达到最小,一般要求在0.02内。

3 点云的处理及模型的重建

把STL文件导入Geomagic Qualify软件,经过降噪、修补和调整坐标系后,如图4所示。然后用NX10.0进行产品的逆向设计。

4 结束语

本文主要研究了逆向设计中对现有模型的数据采集,在采集数据时运用的一些技巧和方法,并对扫描模型的特殊部位运用不同的扫描方法,在此基础上基于COMETplus-2m软件对采集的数据进行拟合,最终完成模型的数据采集。

参考文献:

[1]罗大兵.逆向工程中数字化测量与点云数据处理[J].2005(9):56-57.

三维扫描范文第4篇

[关键词]三维激光扫描技术 基坑变形 问题 办法

[中图分类号] TV551.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-182-1

随着城市化进程的加快,我们周围涌现了很多基坑工程,为了保证施工人员在建设施工过程中拥有安全保障,我们必须使用三维激光扫描技术来对基坑进行监测,当基坑出现变形的情况时,及时采取合理恰当的措施来解决基坑变形的问题,从而为施工人员提供安全的施工环境,加快城市化的进程。

1在对基坑进行检测的过程中三维激光扫描技术如何发挥作用

1.1三维激光扫描仪的工作原理

在对工程进行监测的过程中,使用的三维激光扫描仪不仅能够测量建筑物的距离,还能够对建筑物的地形以及复杂表面进行三维数据的描述。三维激光扫描仪还有数字摄影和内部自检系统,是集测量距离、描述事物、摄影于一体的测量仪器。

当今时代,三维激光扫描仪是使用高速激光对建筑物进行时间的记录以及距离的测量,测量距离的方法大多数都是采用TOF脉冲测距法,计算方法大多为三维激光点坐标法。

1.2三维激光扫描技术在使用过程中存在哪些误差

在使用三维激光扫描技术对基坑进行扫描时,可以出现系统误差和偶然误差。系统误差是三维激光扫描技术在应用过程中不可避免的,也是由于机器在使用过程中受使用条件的约束而导致的误差。偶然误差主要是测量人员在使用三维激光扫描仪的过程中产生的误差。误差主要有仪器产生的系统误差、建筑物产生的测量误差以及自然环境产生的测量误差,下面就让我们看一下三维激光扫描仪出现各种误差的因素是什么。

1.2.1仪器产生的系统误差的影响因素

三维激光扫描仪在使用的过程中,扫描仪在使用时内部的各个零件间出现的测距和测角的误差即为仪器使用中产生的系统误差。

测距误差主要是因为激光在测距的过程中会带来不可避免的误差,尤其是在对激光脉冲回波信号进行分析处理的过程中,因为三维激光扫描仪中脉冲计时存在误差以及测距技术本身存在的缺陷而产生的误差。

测角出现误差主要是因为三维激光扫描仪在使用的过程中,扫描的角度对测量数据产生影响。三维激光扫描技术在对建筑物进行扫描时,扫描镜镜面发生微小的变动以及镜面平面角出现误差以及扫描电机的不规则运动都会导致测量数据失真。

1.2.2建筑物的自身特性造成测量误差

在对建筑物进行三维激光扫描时,建筑物自身的一些特性,比如建筑物表面的光滑程度以及建筑物在施工过程中的倾斜程度等特性,都将影响到三维激光扫描仪测量数据的准确性。当建筑物与扫描光束之间的夹角比较小时,在仪器中显示出来的数据就会失真,如果建筑物表面比较粗糙时,三维激光扫描仪发出的扫描光束将会发生漫反射,导致反映在三维激光扫描仪上数据与事实不符。

1.2.3自然环境产生的误差

我们的环境不仅影响我们的健康,还影响着我们对居住的建筑物进行测量。影响测量数据的自然因素主要有温度、压强及空气的质量。众所周知,物体都有热胀冷缩的特性,所以在使用三维激光扫描仪的过程中,如果温度过高或过低都将会造成三维激光扫描仪测量数据的失真,另外仪器在使用的过程中,周围的压强发生改变,进而产生风,那么风力将会对反射光束造成影响,从而影响测量数据。如果空气质量很差,那么将会腐蚀三维激光扫描仪器,因而不能测量出准确的数据。

2三维激光扫描技术的应用情况

2.1三维激光扫描技术在工程变形方面的应用现状

与国外相比,我国的三维激光扫描技术相对来说比较落后,不能够将三维激光扫描系统灵活的应用在医学、工业模具制造、应用等领域中,也没有比较成熟的三维激光扫描的数据处理理论和方法,因而我国的工程质量无法与国外的工程质量进行较量,进行工程建设的企业无法在世界上名列前茅,所以就引起了我国的众多企业重视起三维激光扫描技术的研发与创新。有的企业已经拥有自己独特的三维激光扫描系统,而且三维激光扫描系统能够在一些领域取得不错的效果,例如三维激光扫描系统可以对古文物进行修复,为城乡的规划提供三维数据,为交通路线的修复及建设提供数据。

由于我国科学技术的落后,三维激光扫描技术在变形中的应用仍然存在着很多的问题,一些专家都致力于在变形中应用三维激光扫描技术的研究,力求促进我国科技的发展。

2.2三维激光扫描技术在基坑工程的应用现状

在基坑工程中使用三维激光扫描技术,要根据基坑的形状来设定三维激光扫描的密度,从而对基坑有一个相对全面的认识,并且能够有效地减少工作的时间。在对基坑变形进行检测时,首先要在基坑设置几个观测点,并对其进行监控,然后再使用三维激光扫描技术来对基坑进行一次较为全面的扫描,经过一段时间之后再次使用三维激光扫描仪进行扫描,通过分析两次获得的扫描数据,即可了解基坑变形的程度。通过将两种数据进行对比的方法,我们可以简单、直观地发现基坑变形的程度,为修复基坑变形问题提供数据。

3如何让三维激光扫描技术发挥作用

3.1改进三维激光扫描的设计

为了让三维激光扫描仪的误差更小,我们必须改进三维激光扫描仪的设计,从而降低系统误差。使用物理性质更加稳定的材料去设计仪器,让仪器不受温度等自然因素的影响。增加人性化的设计,降低偶然性误差。

3.2努力创新

国家有关方面要加大三维激光扫描技术的研究,从而为使用三维激光扫描仪提供更加可信的理论基础,开拓创新,让三维激光扫描仪应用到更多的领域。

4结语

经济不断发展,工程的建设施工成为我们生活的一部分,但是在工程的建设施工的过程中存在着基坑变形的问题,这一问题危害了施工人员的生命健康安全,为了保证施工人员在施工过程中的生命安全,我们必须对基坑工程进行监测,这时我们要使用三维激光扫描技术来对基坑工程进行扫描,由此来判断基坑是否发生变形,或者研究基坑变形的程度,从而寻找办法来解决基坑变形这一问题,来为施工人员提供安全的施工环境,促进我国经济的发展。

参考文献

[1]白成军,吴葱,张龙.建筑工程预算与造价管理探讨[J].中国房地产业,2011.12(10):111-112.

三维扫描范文第5篇

摘要:本文介绍了三维激光扫描的原理及特点、误差成因以及数据处理的方法,通过实例,讨论了其在滑坡变形监测领域的可行性、优势和存在的问题,并将地面三维激光扫描技术与常规变形监测方法进行对比,得到定量的分析结果。

关键词:滑坡变形监测 三维激光扫描仪监测方法

引言

近年来,滑坡地质灾害的濒临发生给人们的生命和财产都带来巨大损失,所以对灾害体进行实时的监测有着非常重要的意义。三维激光扫描技术是最近十几年迅速发展起来的一种新的测量技术,它的应用使对滑坡灾害的监测更实时有效,对于及时预报灾情,保障人们生命和财产安全有重要的意义。

1、地面三维激光扫描技术原理与特点

1.1 工作原理

三维激光扫描仪其主要原理是通过测量其所在中心距目标体的距离然后根据以下公式计算目标体的三维坐标。

X=Ssinθsinα;

Y=Ssinθcosα;

Z=Scosθ

激光扫描仪是根据光学三角测量的原理(见图),以激光作为光源,通过内部发射装置,将激光束投射到被测物体表面,并采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能量,通过测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间或相位差, 计算出其到物体扫描点之间的距离值S和反射强度i ,通过距离值就能够获取被测对象表面每个采样点的空间立体坐标,从而得到被测对象的离散采样点集合,即激光点云。

1.2 三维激光扫描仪的特点

(1)实用有效的测距范围大,与无反射棱镜测量仪器相比,几乎可以满足所有测量领域。

(2)全方位视角的扫描特点,进行扫描时不受视场角的限制,几乎没有盲区。

(3)测量点位精度高,对远镖靶的扫描有较高的精度,保证了拼接精度。

(4)扫描速度快,能够实现快速高效的测量。

1.3数据采集及误差分析

外业数据采集包括架站、定向、拍照、粗扫、精扫五个步骤。设站成功后,连接扫描仪和电源,打开电源开关让仪器自检;设置笔记本与扫描仪之间的通讯,启动配套的Cyclone软件并建立数据库与工程文件,连接扫描仪并通过设置角度范围对扫描区域进行拍照。

影响地面三维激光扫描仪采样数据精度的因素较多,主要包括步进器的测角精度、仪器的测时精度、激光信号的信噪比、激光信号的反射率、回波信号的强度、背景辐射噪声的强度、激光脉冲接受器的灵敏度、仪器与被测点间的距离、仪器与被测目标面所形成的角度等。

1.4 数据处理

利用三维激光扫描仪点云数据采集完成后,应用配套的Cyclone软件,即可对采集的数据进行多视点云的拼接、噪声处理、点云滤波、数据的输出等处理。在处理过程中应根据实际的应用对数据进行具体的预处理。

2、实例分析

本文使用徕卡公司的ScanStation2地面型三维激光扫描仪对西安市清凉寺滑坡体进行测量,对所采集数据进行多视点云拼接,并对其进行去噪、滤波处理前后的点云数据进行对比如图2-1所示.

图2-1点云数据处理前后对比图

通过对滑坡前后对滑坡体进行测量,对点云数据处理后得到滑坡前后滑坡区的等高线图,由图可以明确分辨出滑坡所在位置(图2-2),并且通过这些点云数据可以更准确建立滑坡体的地面高程模型,从而更准确计算土方量。

图2-2滑坡前后等高线图

在滑坡前后用三维激光扫描仪和全站仪分别对监测点进行观测,通过计算,可以得到基于两种观测方式的监测点的变形量,并针对三维激光扫描仪监测精度进行评定。

表1 监测点变形量及位移插值

表2 点位中误差及高程中误差

通过与表2中各等级滑坡监测点的施测精度要求对比得出,其监测的点位中误差及高程中误差均满足三等监测的精度要求,足以表明其在滑坡变形监测领域的应用是可行的。

3、结论

由本文可知三维激光扫描仪精度完全满足三等监测精度要求,与传统全站仪、GPS一体机相比,其数据采集量更大、速度更快、精度更高;用点云数据计算出的土方量也更加准确。其克服了传统变形监测基于点的监测的片面性,可得到监测区域完整的点云数据,从而得到滑坡体的基于面的变形信息。但是也存在着许多的不足,如质量较重、体积较大,在滑坡地形中的操作和搬运都不太方便,有待进一步的完善。随着激光技术的进步与发展,相信三维激光扫描技术在滑坡变形监测中的应用会越来越广泛。

参考文献:

[1]刘景程. 三维激光扫描仪技术在滑坡监测中的应用[D].西安:长安大学.2012