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三維掃描范文第1篇

【作者簡介】

電影《本杰明·巴頓奇事》海報 自20世紀70年代以來，由于計算機技術的不斷發展，數字技術在影視動畫中的應用逐漸廣泛，并已成為影視動畫制作中不可缺少的一部分。美國導演詹姆斯·卡梅隆說道：“視覺娛樂影像制作的藝術和技術正在發生著一場革命，這場革命給我們制作電影和其它視覺媒體節目的方式帶來了深刻變化，以至于我們只能用出現了一場數字化文藝復興運動來描述它。”隨著電影數字化程度的發展，在測量和逆向工程領域應用廣泛的三維掃描技術逐漸應用到影視動畫的制作中，并對影視動畫的制作具有較為深遠的影響。

一、何為三維掃描技術

三維掃描儀是用來偵測并分析現實世界中物體或環境的形狀與外觀數據（如顏色、紋理等性質）的科學儀器。搜集到的數據常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中創建實際物體的數字模型。三維掃描儀的用途是創建物體幾何表面的點云，用來插補成物體的表面形狀，越密集的點云可以創建更精確的模型。若掃描儀能夠取得表面顏色，則可進一步在重建的表面上粘貼材質貼圖，即所謂的材質印射。

三維掃描儀大體分為接觸式三維掃描儀和非接觸式三維掃描儀。其中非接觸式三維掃描儀又分為光柵三維掃描儀（也稱拍照式三維描儀）和激光掃描儀。而光柵三維掃描又有白光掃描或藍光掃描等，激光掃描儀又有點激光、線激光、面激光的區別。三維掃描在工業設計、地貌測量、數字文物典藏、影視動畫、游戲創作素材等領域應用廣泛。在影視動畫的制作中，非接觸式的拍照式三維掃描儀和激光掃描儀在虛擬物體的創建中發揮著重要作用，也是目前應用最廣泛的三維掃描技術。

二、三維掃描技術在影視動畫中的應用

隨著計算機圖形圖像技術的發展，數字技術越來越廣泛地應用于影視、動畫、游戲、廣告等眾多領域，實現了過去無法想象的特技效果，給人們帶來了全新的視覺感受，成為高質量數字媒體制作中不可缺少的手段。隨著影視動畫數字化趨勢的發展，高質而逼真的三維虛擬物體是高清畫面必不可少的元素。三維模型創建的方法主要有兩個，即完全在計算機中虛擬構造和設法獲得實物的三維彩色模型。但對于真實的、復雜的物體，例如人物，再好的模型師也無法將真實的人等比完整復制，正所謂“畫鬼容易畫人難”。于是三維掃描技術在數字影視的仿真模型制作中，顯得非常重要，如對真實角色的面部或者身體再現、三維場景的仿真、道具和裝飾物等模型的創建等方面。

（一）角色的創建

角色是影視動畫作品創作的核心，也是作品的靈魂。在影視動畫的角色創建過程中，三維掃描技術主要表現在數字替身和精細模型創建兩方面。

對于影視中的替身主要是指代替影片中原演員表演某些特殊和高難度的動作和技能，或原演員所不能勝任的驚險動作的特殊演員。一般選聘具有影片所需要的特殊技能的人員擔任，代替某一演員完成規定的動作。隨著數字技術的發展，數字替身在影視制作中被廣泛應用，并取得了良好的效果。所謂的數字替身就是指用虛擬的方式創建演員的三維模型，并通過虛擬角色的表演來完成真人演員不可能完成的危險或高難度動作，以此獲得較好的視覺效果。數字替身的原型一般為真人演員，所以其三維模型的創建是以真人為模板。為了使虛擬角色與真人演員具有高度的相似性，三維掃描技術往往成為導演所青睞的數字技術。無論是何種三維掃描儀都是以真人為掃描對象，以此來獲得演員的三維模型和細節特征，之后再通過逆向過程軟件進行后期的數據修補和局部細化，進而獲得具有高逼真度的三維模型。

三維掃描技術在影視動畫中完全虛擬角色的設計和創建過程中，也是身影不斷且屢創奇效。在三維角色設計和制作過程中，往往要反復修改來確定角色的外觀和細節。在細節設計和制作的過程中，為了獲得更好、更逼真的效果，通過特效化妝師和雕塑師合作制作相應的實體模型，對于角色細節的觀察和修改更加直觀。

·電影理論王建磊：三維掃描技術在影視動畫中的應用 格倫·斯坦德林執導的《Truth About Demons》在對角色模型制作的過程中，為了獲得逼真而細致的角色模型，特效師奈杰爾和他的團隊先用三維掃描儀對小尺寸的惡魔模型進行數字化處理，然后制作出等尺寸的頭部和肩部模型。對惡魔頭部的掃描數據主要用于細節處理，對縮小模型的掃描則用于全身造型的制作。將角色模型的掃描數據導出為Obj，并導入到Maya軟件中進行處理，另外通過掃描獲得的精細材質紋理，使逼真虛擬角色的獲得成為可能。卡梅隆執導的《阿凡達》在設計和制作納美人的過程中就制作了等比例的納美人模型，然后再掃描實體模型生成三維數據，并利用這些數據建立通用的高分辨率的納美人角色。《納尼亞傳奇3：黎明踏浪號》中羊人等角色，使用方便、高效的手持式三維掃描儀針對模型掃描獲得逼真的三維模型。特別是《本杰明·巴頓奇事》中本杰明的模型制作最具代表性。特效化妝師瑞克·巴克和雕刻家卡瑟制作了本杰明不同年齡段的逼真半身頭像。這些頭像完全是根據真人演員的臉型特征進行制作，甚至連眼睛、牙齒等都非常細致而真實。然后，通過三維掃描技術獲得本杰明頭部的百萬級的細致模型，從而為本杰明隨著年齡變化而實現的頭部替換而成為可能。另外，由于三維掃描數據簡潔、準確，無需過于繁瑣的后期數據處理，而大大提高了制作效率。

當然三維掃描技術在影視動畫的應用實例舉不勝數，我們所熟悉的影片，如《侏羅紀公園》、《玩具總動員》、《泰坦尼克號》、《蝙蝠俠Ⅱ》等，那些令人震撼、嘆為觀止的特技效果，都有三維掃描技術的參與。無論是《侏羅紀公園》中的恐龍，還是《玩具總動員》中的玩偶形象、《Jungle Book》中的蛇、《Dragon Heart》中的飛龍、《終結者Ⅱ》中的Linda Hamilton等，無不是三維掃描技術神奇效果的展現。

三維掃描范文第2篇

關鍵詞：三維激光；掃描系統；自動化技術

隨著圖形應用領域的擴大，如何將現實世界的立體信息快速的轉換為計算機可以處理的數據成了人類追求的一個目標。三維激光掃描技術是整個三維數據獲取和重構技術體系中最新的技術。傳統的掃面系統中有很多漏洞，這些問題的存在使得最終的測量結果受到了一定的影響。相比之下，三維激光掃描系統在標定、精度以及自動化方面的優勢更加明顯。

1三維激光掃描系統的標定自動化技術

1.1自動化技術的實現要求三維激光掃描系統標定自動化技術的實現要求主要包含以下兩方面：第一，系統所采用的標定算法能夠自動完成測量過程中涉及多有參數的計算。在對內外參數進行標定的過程中，其對所提供初始化條件的要求是，向其提供被測特征點的空間三維坐標及其圖像上相對應的坐標點。1.2自動化技術的方法邊緣提取：為了實現邊緣提取目的，這里是基于數學形態學的輪廓提取算法進行計算。這種方法的實現過程是，結合一個共含九個點的結構元素對所得的測量圖像進行腐蝕，當得到腐蝕圖像之后，利用腐蝕之前的圖像減掉腐蝕之后的圖像，實現測量目標對象所有內部點的掏空，進而得出所有橢圓的邊緣，實現對其輪廓的有效提取。這種處理方式能夠有效保證標定精度[1]。篩選目標：在標定自動化技術的實現過程中，涉及到目標的篩選問題。其篩選過程的參考因素主要是不同目標的像素數目信息以及各自的位置信息等。當篩選過程結束之后，需要對后續過程所需的目標進行排序，該操作能夠保證所提取的最終目標點具有左右匹配的特點，進而保證三維激光掃描系統的精度以及標定結果的準確性[2]。

2三維激光掃描系統的精度

2.1攝像頭景深對三維激光掃描系統精度的影響在實際測量過程中，焦點前后的光線會分別發生聚集和擴散，在這個過程中，點的影響會逐漸模糊成一個面積較大的圓，這個圓被稱為彌散圓[3]。當人眼對圖像的鑒別能力超出彌散圓直徑時，該彌散圓無法被肉眼辨別出來，這個彌散圓則是容許彌散圓。在焦點前后兩個容許彌散圓之間的固定距離被稱為景深。在應用三維激光掃描系統的過程中，當攝像機景深小于掃描物體時，實際超出景深部分的掃描對象會變得模糊，該部分特征提取過程會受到相應的影響，因此，實際成像位置的精確性也會受到相應的影響。為了保證三維激光掃描系統的精度，在實際應用過程中，應該結合具體的掃描對象選擇相應的CCD以及鏡頭。如果掃描對象具有不確定特點，為了保證三維激光掃描系統的精度，應該將掃描對象控制在攝像機的景深范圍中[4]。為了實現該目的，可以對z軸進行適當控制，使得該軸能夠沿著被掃描對象進行高度輪廓運動。2.2鏡頭畸變對三維激光掃描系統精度的影響應用在工業領域的光學視覺測量系統中，在裝調工藝以及加工等因素的作用下，會產生一定的光學畸變，當視場逐漸增加時，鏡頭產生的畸變也會逐漸增加。這種變化會對成像的幾何位置精度產生影響。這里通過成像系統分辨率對其影響過程進行分析。如果攝像機自身的分辨率不會發生變化，為了提升圖像物面的分辨率，需要對拍攝視場進行相應的縮小處理。如果攝像機自身的分辨率可以發生變化，在測量對象固定的條件下，為了實現圖像物面分辨率提升目的，應該對攝像機分辨率進行適當地提升。在實際應用過程中，圖像中心偏差、校正不合理等因素都可能引發鏡頭畸變，對此，為了保證三維激光掃描系統的精度，應該對其進行有效校正。就深度信息方面而言，其校正對象應該集中在攝像機的基線、左右兩個不同攝像機之間存在的視差以及鏡頭固有焦距等方面[5]。

3結束語

綜上所述，在三維激光掃描系統的實際應用過程中，其標定自動化技術主要是通過跟蹤算法實現的，分割閾值、自動濾波等步驟的進行能夠有效保證標定自動化的實現。除此之外，三維激光掃描系統的精度主要受到鏡頭畸變、圖像中心偏差以及攝像頭景深這三種因素的影響。為了保證精度，需要對這些影響因素進行有效控制。

作者:肖闖 楊雙祿 王雅紅 單位:沈陽理工大學

參考文獻：

[1]唐歡歌.三維激光掃描系統的標定自動化技術及精度分析[J].南方農機，2016，47(10)：104.

[2]劉佳.三維激光全景掃描系統誤差分析及相機標定[D].北京：首都師范大學，2009.

[3]高志國.地面三維激光掃描數據處理及建模研究[D].西安：長安大學，2010.

三維掃描范文第3篇

關鍵詞：三維掃描；數據采集；點云；逆向設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：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

逆向設計是一個從有到無的過程，根據已經存在的模型，用一定的測量設備對模型進行測量，獲得三維輪廓點數據，利用三維幾何建模方法重新構建實物的CAD模型，反向推出產品的設計數據的過程[1]。簡單地說，就是從產品到數據模型再到產品的一個過程。本文主要說明了利用三維掃描儀和COMETplus-2m軟件進行三維數據采集并擬合的一些方法，最后生成CAD模型。

2 數據的采集

數據的采集是逆向設計環節的重要步驟，如今數據的測量方式主要分為3種方式：接觸式測量、非接觸式測量和斷層式測量。接觸式測量主要是以三坐標測量為代表，擁有較高的準確性，但是會受到被測工件材料的影響。本文介紹非接觸式測量，運用光學原理進行數據采集，其測量系統統稱為3D掃描儀，如圖1所示。測量方法有激光三角形法、激光測距法、結構分析法等[2]。非接觸式測量因其測量簡易，并且不受被測工件材料而影響測量，發展迅速。非接觸式測量的精度易受工件的表面反射特性以及環境溫度的影響，所以在測量時應噴涂顯影劑來減小采集到的數據誤差。

三維光學掃描儀采用的是基于相位轉移結構光的三維重建技術，在物體表面投射光柵后，由兩攝像機拍攝產生畸變的圖像，利用相位解碼獲取每一點的相位信息，再結合極線幾何約束關系實現兩幅圖像上點的匹配，最后根據標定結果，利用三角計算點的三維坐標，以實現物體表面三維輪廓的測量。

本次y量采用德國steinbichler三維掃描儀進行數據采集，并運用COMETplus軟件對數據進行擬合。在數據采集時，按照下列步驟進行。

1）測量設備校核：在掃描前，需要對掃描儀進行校核，使掃描儀的兩個鏡頭的光點聚焦到一點。

2）環境控制：掃描時，需室內溫度恒定，設定在33度左右，由于該測量方式采用光學原理，因此室內光線不能過亮。此外被測件應靜置在工作臺上，不能振動。

3）被測件預處理：一般情況下，通過在被測件上貼參考點來使掃描出來的點云通過參考點進行擬合，但本次被測件特征明顯，可以很好的進行拼接，所以不需要貼參考點。本次測量的氣缸蓋表面顏色顯暗黑色，所以需在被測件表面噴涂顯影劑來使被測件達到測量要求。在噴涂顯影劑時，要求噴涂的越薄越好，以便減少點云數據誤差。

4）測量路徑：在測量時，需要規劃好測量得路徑，這樣可以快速準確的完成測量。

在數據采集的過程中，COMETplus-2m軟件會得到點云圖像，在采集到的點云特征明顯的情況下，點云圖片會自動拼接，但是如果掃描出來的點云特征不明顯，就需手動調節，找到兩張圖的特征部位，做上標記，從而進行手動拼接，如圖2所示。在拼接圖像時，需要通過多次匹配來使得偏差達到最小，一般要求在0.02內。

3 點云的處理及模型的重建

把STL文件導入Geomagic Qualify軟件，經過降噪、修補和調整坐標系后，如圖4所示。然后用NX10.0進行產品的逆向設計。

4 結束語

本文主要研究了逆向設計中對現有模型的數據采集，在采集數據時運用的一些技巧和方法，并對掃描模型的特殊部位運用不同的掃描方法，在此基礎上基于COMETplus-2m軟件對采集的數據進行擬合，最終完成模型的數據采集。

參考文獻：

[1]羅大兵.逆向工程中數字化測量與點云數據處理[J].2005（9）：56-57.

三維掃描范文第4篇

[關鍵詞]三維激光掃描技術 基坑變形 問題 辦法

[中圖分類號] TV551.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-4-182-1

隨著城市化進程的加快，我們周圍涌現了很多基坑工程，為了保證施工人員在建設施工過程中擁有安全保障，我們必須使用三維激光掃描技術來對基坑進行監測，當基坑出現變形的情況時，及時采取合理恰當的措施來解決基坑變形的問題，從而為施工人員提供安全的施工環境，加快城市化的進程。

1在對基坑進行檢測的過程中三維激光掃描技術如何發揮作用

1.1三維激光掃描儀的工作原理

在對工程進行監測的過程中，使用的三維激光掃描儀不僅能夠測量建筑物的距離，還能夠對建筑物的地形以及復雜表面進行三維數據的描述。三維激光掃描儀還有數字攝影和內部自檢系統，是集測量距離、描述事物、攝影于一體的測量儀器。

當今時代，三維激光掃描儀是使用高速激光對建筑物進行時間的記錄以及距離的測量，測量距離的方法大多數都是采用TOF脈沖測距法，計算方法大多為三維激光點坐標法。

1.2三維激光掃描技術在使用過程中存在哪些誤差

在使用三維激光掃描技術對基坑進行掃描時，可以出現系統誤差和偶然誤差。系統誤差是三維激光掃描技術在應用過程中不可避免的，也是由于機器在使用過程中受使用條件的約束而導致的誤差。偶然誤差主要是測量人員在使用三維激光掃描儀的過程中產生的誤差。誤差主要有儀器產生的系統誤差、建筑物產生的測量誤差以及自然環境產生的測量誤差，下面就讓我們看一下三維激光掃描儀出現各種誤差的因素是什么。

1.2.1儀器產生的系統誤差的影響因素

三維激光掃描儀在使用的過程中，掃描儀在使用時內部的各個零件間出現的測距和測角的誤差即為儀器使用中產生的系統誤差。

測距誤差主要是因為激光在測距的過程中會帶來不可避免的誤差，尤其是在對激光脈沖回波信號進行分析處理的過程中，因為三維激光掃描儀中脈沖計時存在誤差以及測距技術本身存在的缺陷而產生的誤差。

測角出現誤差主要是因為三維激光掃描儀在使用的過程中，掃描的角度對測量數據產生影響。三維激光掃描技術在對建筑物進行掃描時，掃描鏡鏡面發生微小的變動以及鏡面平面角出現誤差以及掃描電機的不規則運動都會導致測量數據失真。

1.2.2建筑物的自身特性造成測量誤差

在對建筑物進行三維激光掃描時，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過程中的傾斜程度等特性，都將影響到三維激光掃描儀測量數據的準確性。當建筑物與掃描光束之間的夾角比較小時，在儀器中顯示出來的數據就會失真，如果建筑物表面比較粗糙時，三維激光掃描儀發出的掃描光束將會發生漫反射，導致反映在三維激光掃描儀上數據與事實不符。

1.2.3自然環境產生的誤差

我們的環境不僅影響我們的健康，還影響著我們對居住的建筑物進行測量。影響測量數據的自然因素主要有溫度、壓強及空氣的質量。眾所周知，物體都有熱脹冷縮的特性，所以在使用三維激光掃描儀的過程中，如果溫度過高或過低都將會造成三維激光掃描儀測量數據的失真，另外儀器在使用的過程中，周圍的壓強發生改變，進而產生風，那么風力將會對反射光束造成影響，從而影響測量數據。如果空氣質量很差，那么將會腐蝕三維激光掃描儀器，因而不能測量出準確的數據。

2三維激光掃描技術的應用情況

2.1三維激光掃描技術在工程變形方面的應用現狀

與國外相比，我國的三維激光掃描技術相對來說比較落后，不能夠將三維激光掃描系統靈活的應用在醫學、工業模具制造、應用等領域中，也沒有比較成熟的三維激光掃描的數據處理理論和方法，因而我國的工程質量無法與國外的工程質量進行較量，進行工程建設的企業無法在世界上名列前茅，所以就引起了我國的眾多企業重視起三維激光掃描技術的研發與創新。有的企業已經擁有自己獨特的三維激光掃描系統，而且三維激光掃描系統能夠在一些領域取得不錯的效果，例如三維激光掃描系統可以對古文物進行修復，為城鄉的規劃提供三維數據，為交通路線的修復及建設提供數據。

由于我國科學技術的落后，三維激光掃描技術在變形中的應用仍然存在著很多的問題，一些專家都致力于在變形中應用三維激光掃描技術的研究，力求促進我國科技的發展。

2.2三維激光掃描技術在基坑工程的應用現狀

在基坑工程中使用三維激光掃描技術，要根據基坑的形狀來設定三維激光掃描的密度，從而對基坑有一個相對全面的認識，并且能夠有效地減少工作的時間。在對基坑變形進行檢測時，首先要在基坑設置幾個觀測點，并對其進行監控，然后再使用三維激光掃描技術來對基坑進行一次較為全面的掃描，經過一段時間之后再次使用三維激光掃描儀進行掃描，通過分析兩次獲得的掃描數據，即可了解基坑變形的程度。通過將兩種數據進行對比的方法，我們可以簡單、直觀地發現基坑變形的程度，為修復基坑變形問題提供數據。

3如何讓三維激光掃描技術發揮作用

3.1改進三維激光掃描的設計

為了讓三維激光掃描儀的誤差更小，我們必須改進三維激光掃描儀的設計，從而降低系統誤差。使用物理性質更加穩定的材料去設計儀器，讓儀器不受溫度等自然因素的影響。增加人性化的設計，降低偶然性誤差。

3.2努力創新

國家有關方面要加大三維激光掃描技術的研究，從而為使用三維激光掃描儀提供更加可信的理論基礎，開拓創新，讓三維激光掃描儀應用到更多的領域。

4結語

經濟不斷發展，工程的建設施工成為我們生活的一部分，但是在工程的建設施工的過程中存在著基坑變形的問題，這一問題危害了施工人員的生命健康安全，為了保證施工人員在施工過程中的生命安全，我們必須對基坑工程進行監測，這時我們要使用三維激光掃描技術來對基坑工程進行掃描，由此來判斷基坑是否發生變形，或者研究基坑變形的程度，從而尋找辦法來解決基坑變形這一問題，來為施工人員提供安全的施工環境，促進我國經濟的發展。

參考文獻

[1]白成軍，吳蔥，張龍.建筑工程預算與造價管理探討[J].中國房地產業，2011.12（10）：111-112.

三維掃描范文第5篇

摘要：本文介紹了三維激光掃描的原理及特點、誤差成因以及數據處理的方法，通過實例，討論了其在滑坡變形監測領域的可行性、優勢和存在的問題，并將地面三維激光掃描技術與常規變形監測方法進行對比，得到定量的分析結果。

關鍵詞：滑坡變形監測 三維激光掃描儀監測方法

引言

近年來，滑坡地質災害的瀕臨發生給人們的生命和財產都帶來巨大損失，所以對災害體進行實時的監測有著非常重要的意義。三維激光掃描技術是最近十幾年迅速發展起來的一種新的測量技術，它的應用使對滑坡災害的監測更實時有效，對于及時預報災情，保障人們生命和財產安全有重要的意義。

1、地面三維激光掃描技術原理與特點

1.1 工作原理

三維激光掃描儀其主要原理是通過測量其所在中心距目標體的距離然后根據以下公式計算目標體的三維坐標。

X=Ssinθsinα；

Y=Ssinθcosα；

Z=Scosθ

激光掃描儀是根據光學三角測量的原理(見圖)，以激光作為光源，通過內部發射裝置，將激光束投射到被測物體表面，并采用光電敏感元件在另一位置接收激光的反射能量，通過測量每個激光脈沖從發出經被測物表面再返回儀器所經過的時間或相位差， 計算出其到物體掃描點之間的距離值S和反射強度i ，通過距離值就能夠獲取被測對象表面每個采樣點的空間立體坐標，從而得到被測對象的離散采樣點集合，即激光點云。

1.2 三維激光掃描儀的特點

（1）實用有效的測距范圍大，與無反射棱鏡測量儀器相比，幾乎可以滿足所有測量領域。

（2）全方位視角的掃描特點，進行掃描時不受視場角的限制，幾乎沒有盲區。

（3）測量點位精度高，對遠鏢靶的掃描有較高的精度，保證了拼接精度。

（4）掃描速度快，能夠實現快速高效的測量。

1.3數據采集及誤差分析

外業數據采集包括架站、定向、拍照、粗掃、精掃五個步驟。設站成功后，連接掃描儀和電源，打開電源開關讓儀器自檢；設置筆記本與掃描儀之間的通訊，啟動配套的Cyclone軟件并建立數據庫與工程文件，連接掃描儀并通過設置角度范圍對掃描區域進行拍照。

影響地面三維激光掃描儀采樣數據精度的因素較多，主要包括步進器的測角精度、儀器的測時精度、激光信號的信噪比、激光信號的反射率、回波信號的強度、背景輻射噪聲的強度、激光脈沖接受器的靈敏度、儀器與被測點間的距離、儀器與被測目標面所形成的角度等。

1.4 數據處理

利用三維激光掃描儀點云數據采集完成后，應用配套的Cyclone軟件，即可對采集的數據進行多視點云的拼接、噪聲處理、點云濾波、數據的輸出等處理。在處理過程中應根據實際的應用對數據進行具體的預處理。

2、實例分析

本文使用徠卡公司的ScanStation2地面型三維激光掃描儀對西安市清涼寺滑坡體進行測量，對所采集數據進行多視點云拼接，并對其進行去噪、濾波處理前后的點云數據進行對比如圖2-1所示.

圖2-1點云數據處理前后對比圖

通過對滑坡前后對滑坡體進行測量，對點云數據處理后得到滑坡前后滑坡區的等高線圖，由圖可以明確分辨出滑坡所在位置（圖2-2），并且通過這些點云數據可以更準確建立滑坡體的地面高程模型，從而更準確計算土方量。

圖2-2滑坡前后等高線圖

在滑坡前后用三維激光掃描儀和全站儀分別對監測點進行觀測，通過計算，可以得到基于兩種觀測方式的監測點的變形量，并針對三維激光掃描儀監測精度進行評定。

表1 監測點變形量及位移插值

表2 點位中誤差及高程中誤差

通過與表2中各等級滑坡監測點的施測精度要求對比得出，其監測的點位中誤差及高程中誤差均滿足三等監測的精度要求，足以表明其在滑坡變形監測領域的應用是可行的。

3、結論

由本文可知三維激光掃描儀精度完全滿足三等監測精度要求，與傳統全站儀、GPS一體機相比，其數據采集量更大、速度更快、精度更高；用點云數據計算出的土方量也更加準確。其克服了傳統變形監測基于點的監測的片面性，可得到監測區域完整的點云數據，從而得到滑坡體的基于面的變形信息。但是也存在著許多的不足，如質量較重、體積較大，在滑坡地形中的操作和搬運都不太方便，有待進一步的完善。隨著激光技術的進步與發展，相信三維激光掃描技術在滑坡變形監測中的應用會越來越廣泛。

參考文獻:

[1]劉景程. 三維激光掃描儀技術在滑坡監測中的應用[D].西安：長安大學.2012