three-dimensional laser scanning

定義：使用運(yùn)動(dòng)的激光掃描儀或者采用多個(gè)布放于不同位置多角度測量的激光掃描儀，對被測物的三維形貌進(jìn)行測量的一種掃描技術(shù)。

學(xué)科：光學(xué)_影像技術(shù)

相關(guān)名詞：激光測距 空間信息 數(shù)字地形模型 數(shù)字表面模型

2024年6月25日，北京，工作人員在2024空間智能軟件技術(shù)大會(huì)上展示一款可穿戴的移動(dòng)激光掃描設(shè)備，通過激光雷達(dá)傳感器，360度全面捕捉3D數(shù)據(jù)。圖片來源：視覺中國

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三維激光掃描是一種新型的測量技術(shù)，它利用激光測距的原理，通過發(fā)射激光束并接收從物體表面反射回來的光信號來獲取空間信息，并快速復(fù)建出被測目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。這種技術(shù)具有高精度、高效率、無接觸等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)從傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量到線測量或面測量的飛躍，為測繪技術(shù)帶來了革命性的進(jìn)步。

目前三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：

1.測繪。三維激光掃描技術(shù)被用于地形測量、城市道路橋梁建設(shè)建模、礦山測量，它可以快速獲取大范圍、高精度的地形數(shù)據(jù)，為數(shù)字地形模型（DTM）和數(shù)字表面模型（DSM）的制作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

2.工業(yè)制造。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于質(zhì)量控制、逆向工程、零件匹配和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。例如，在汽車、航空航天等高精密制造領(lǐng)域，三維激光掃描儀能夠快速捕捉復(fù)雜幾何形狀，精度可達(dá)0.1毫米以內(nèi)，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.建筑。三維激光掃描技術(shù)可用于建筑測量、結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測等工作。它能夠快速、精確地獲取建筑物的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為建筑設(shè)計(jì)、施工和管理提供可靠依據(jù)。

4.文物保護(hù)與考古。三維激光掃描技術(shù)能夠全面展示文物的外觀和細(xì)節(jié)，為文物的數(shù)字化存檔、考古發(fā)掘現(xiàn)場記錄、修復(fù)與重建等提供重要支持。

5虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）。三維激光掃描技術(shù)為VR/AR內(nèi)容創(chuàng)作提供了高精度的3D模型，使得虛擬場景更加真實(shí)。

6自然資源監(jiān)測、災(zāi)害評估與應(yīng)急響應(yīng)、環(huán)境保護(hù)等。如評估植被覆蓋率、樹木高度和健康狀況；河流、湖泊等水體的三維建模，評估水質(zhì)和流量、洪水風(fēng)險(xiǎn)等；發(fā)生地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，快速獲取災(zāi)區(qū)現(xiàn)狀，輔助救援和重建工作。

三維激光掃描技術(shù)還可以應(yīng)用于電力管理、交通規(guī)劃、醫(yī)療領(lǐng)域等多個(gè)領(lǐng)域，為這些行業(yè)的測量、監(jiān)測和設(shè)計(jì)等工作提供高效、精確的解決方案。

三維激光掃描儀有多種類型，包括地面式、車載式、無人機(jī)載式等，可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的設(shè)備。三維激光掃描技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，相信它的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加廣泛。

（延伸閱讀作者：中國測繪科學(xué)研究院副編審 鄧國臣）

責(zé)任編輯：張鵬輝