三維激光掃描儀(VZ-400)教材

1、三維激光掃描儀系統(tǒng)VZ-400目錄 一、概述 二、儀器認(rèn)識 三、軟件介紹 四、作業(yè)流程 五、應(yīng)用領(lǐng)域 六、注意問題 七、外業(yè)展示一、概述 三維激光掃描測量的方法就是大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。它的特點(diǎn)就是快速性，不接觸性，實(shí)時(shí)、動態(tài)、高密度、高精度獲取信息。二、儀器認(rèn)識二、儀器認(rèn)識三維激光測量基本原理三、Riscan Pro軟件 連接儀器注意修改本地連接IP地址：192.168.0.X（除7外）255.255.255.0192.168.0.1 新建工程修改IP并選擇儀器型號：IP改為192.168.0.125Riscan Pro軟件Riscan Pro軟件 菜單欄 工具

2、欄 Project manager & Readout【socs】 Object inspector Properties四、作業(yè)流程 數(shù)據(jù)獲取 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)抽吸 數(shù)據(jù)加工 生成成果及成果輸出三維激光掃描儀作業(yè)流程掃描實(shí)際環(huán)境掃描實(shí)際環(huán)境實(shí)際環(huán)境實(shí)際環(huán)境點(diǎn)云點(diǎn)云采集采集篩選篩選數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出竣工竣工 3D CAD 3D CAD 模模型型3D3D 模型建造模型建造數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)獲取應(yīng)該注意的事項(xiàng)：l RIEGL掃描儀傾斜補(bǔ)償10，所以在擺放三角架時(shí)要注意掃描儀傾斜不要超過10l 地形測量時(shí)，掃描儀盡量架設(shè)在制高點(diǎn)上，視野比較開闊，同時(shí)應(yīng)該注意掃描儀周圍20米內(nèi)盡量不要有遮擋物；掃描分辨

3、率不要設(shè)置太大，點(diǎn)云過多處理起來會比較費(fèi)時(shí)l 立面測量時(shí)，受掃描儀垂直方向視場角的限制，掃描儀和被測建筑之間的距離盡量大些，被測建筑點(diǎn)與點(diǎn)間隔控制在1cm之內(nèi)l 雕塑、佛像等建模時(shí)，要注意數(shù)據(jù)掃描的完整性，并且分辨率設(shè)置要大些，點(diǎn)間隔盡量控制在3mm以內(nèi)，如果掃描點(diǎn)不完整的話，后續(xù)處理會比較繁瑣數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)拼接注意事項(xiàng)：站與站之間距離在100米之內(nèi)時(shí)，我們一般用RIGEL專用標(biāo)靶來拼接。標(biāo)靶的擺放位置既要兩站都掃描到又不要在同一個平面內(nèi)。坐標(biāo)拼接：如果儀器架設(shè)在控制點(diǎn)上，或者儀器上部外置GPS時(shí)，標(biāo)靶既為后視點(diǎn)，這樣標(biāo)靶盡量用10cm以上的，并且距離測站點(diǎn)盡量遠(yuǎn)些。（類似全站儀后視定向）儀器不

4、架設(shè)在控制點(diǎn)上時(shí)，在儀器周圍要至少放置3個標(biāo)靶，這三個標(biāo)靶要均勻的并且盡量距離遠(yuǎn)的放置在儀器周圍。 （示意圖在如下）附：國內(nèi)坐標(biāo)系X是北方向，和軟件是相反的，在處理數(shù)據(jù)時(shí)要注意不要把X、Y混淆。數(shù)據(jù)獲取高精度地面激光掃描儀被測量物高精度高精度高精度高精度數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)抽吸：采集回來的數(shù)據(jù)拼接完整后就是進(jìn)行抽吸和冗余點(diǎn)刪除。RiSCAN PRO軟件提供了多種抽吸方法。如下圖：數(shù)據(jù)處理 Range gate：保留兩個距離之間的數(shù)據(jù)，比如我保留距離掃描儀50米到350米之間的數(shù)據(jù)，而小于50米和大于350米的數(shù)據(jù)都會被刪除。數(shù)據(jù)處理 Octree：從原點(diǎn)起算，把空間分割成無數(shù)個立方體，立方體的大小是輸

5、入的X、Y、Z值，每個這樣的立方體內(nèi)只保留一個測量點(diǎn)。 如上圖：這個立方體沿X方向的長是0.5m，沿Y方向的寬是1m，沿Z方向的高是0.2m。 Point filter（Step 5）：保留數(shù)據(jù)的1/x，x是輸入的數(shù)值，這里輸入5，既保留原來數(shù)據(jù)的1/5，是一種隨機(jī)抽吸。數(shù)據(jù)處理 2.5D raster：首先要建立一個平面，平面的走向根據(jù)需要而定，已我們要做等高線來定，我們在數(shù)據(jù)的下方建立一個XY方向的平面，我們可以選擇一定的間隔保留一個點(diǎn)，保留的這個點(diǎn)可以在選擇點(diǎn)云的上方、中間或者下方的點(diǎn)；因?yàn)槭枪潭ㄩg隔保留點(diǎn)，所以這個點(diǎn)不一定是原始數(shù)據(jù)上的點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)抽吸注意事項(xiàng)：數(shù)據(jù)抽吸之前先對冗余

6、數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。數(shù)據(jù)抽吸的方法不局限于一種，根據(jù)情況而定。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)加工 ： 特征點(diǎn)提取選擇需要的點(diǎn)，批量導(dǎo)出。已某地形圖為例：目的-導(dǎo)出CASS軟件支持的數(shù)據(jù)格式dat格式。1. 數(shù)據(jù)整理好后，數(shù)據(jù)右鍵點(diǎn)EXPORT,選擇ASCLL(*.*)數(shù)據(jù)格式。2. 選擇數(shù)據(jù)的保存位置,保存的數(shù)據(jù)改成.csv數(shù)據(jù)處理3.打開導(dǎo)出的csv格式數(shù)據(jù)，在點(diǎn)號和X數(shù)據(jù)之間插入一列，保存其他幾種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出與此似，根據(jù)需要的信息選擇導(dǎo)出數(shù)據(jù)屬性。數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)成果大概分為以下5種，RiSCAN PRO軟件基本都能實(shí)現(xiàn)，某些專業(yè)的領(lǐng)域還需要配合第三方軟件來完成，比如隧道、考古、模具等。 特征點(diǎn) 線畫圖 截面線 截面

7、 三維模型數(shù)據(jù)成果已某個礦山建模，生成等高線為例，采集數(shù)據(jù)如下：數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)冗余點(diǎn)刪除，抽吸成間隔1米如下：數(shù)據(jù)成果在數(shù)據(jù)下方建立一個XY走向的平面，進(jìn)行建模，模型建立如下數(shù)據(jù)成果在測區(qū)內(nèi)進(jìn)行測量，施工方不會因?yàn)槲覀冏鳂I(yè)而停止工作，這樣在掃描過程中難免會因?yàn)榭罩杏谢覊m造成一定程度的噪音點(diǎn)，軟件中提供自動過濾三角網(wǎng)的功能-數(shù)據(jù)平滑數(shù)據(jù)成果平滑后的模型如下圖數(shù)據(jù)成果生成等高線成果展示二維成果展示：成果展示可以在不同的軟件中實(shí)現(xiàn)，目前常用的如CAD、Arcgis等，可以打印出不同類型的成果格式。三維成果展示三維成果可以通過錄制視頻，或者在軟件中進(jìn)行漫游，錄制出AVI等格式視頻，在相關(guān)播放軟件中瀏覽。五、應(yīng)用領(lǐng)域（1）考古及文化遺產(chǎn)（2）城市建筑(建立面，數(shù)字城市)（3）土木工程（包括森林評價(jià)、監(jiān)測、程序自動化 、地形學(xué)、隧道調(diào)查）（4）水利工程、巖土工程等各種工程地形測量?？脊艤y量成吉思汗雕像山西考古墓坑建筑立面羅湖聯(lián)檢大樓佛山祖廟土木應(yīng)用大榕樹點(diǎn)云 大榕樹信息地形應(yīng)用六、注意問題1、在某些視圖下支持的最大點(diǎn)云數(shù)量是800萬，這時(shí)候就需要把點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割后處理2、注意儀器安全，接通電源時(shí)注意正負(fù)極。不使用時(shí)要注意機(jī)身干燥3、儀器不運(yùn)行的常見原因：儀