三维扫描后怎么进行点云建模？

三维扫描后，怎么进行点云建模？

下面，我们从以下内容一步步探索：

·三维扫描是什么？

·三维扫描有什么优势？

·点云怎么产生？

·点云数据怎么处理？

·点云怎么建模？

一、三维扫描是什么？

三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项技术，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术的突破。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。



三维激光扫描技术利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据，越密集的点云创建的模型越精确（这个过程称做三维重建）。



二、三维扫描有什么优势？

1.数据获取自动化，一键式操作

三维激光扫描仪高度智能化，无需人工干预，三维激光扫描仪自动发射的激光即可测得目标物表面点的三维坐标信息，无需复杂操作，实现一键自动扫描。



2.“快”（ 100万点每秒）

“快”是扫描仪诞生产生的概念，在常规测量手段里，一个点的测量需要花在2-5秒左右，在复杂的场景里，可能要花几分钟的时间对一点的坐标进行测量。

三维激光扫描仪的诞生改变了这一现状，现在三维激光扫描仪最大速度已经达到100万点每秒，这是三维激光扫描仪对物体详细描述的基本保证，古文体，工厂管道，隧道，地形等复杂的领域无法测量已经成为过去式。



3.数据获取全要素，高密度、高精度（误差为毫米级）

三维激光扫描以水平和竖直方向同时全方位快速的获取高精度，高分辨率的海量的点位数据。现场所有肉眼能见的物体（玻璃、水、镜面反射物体除外）都可以扫描得到。



4.数据是三维矢量，简单直观

三维激光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X,Y,Z点的信息，还包括R,G,B颜色信息，同时还有物体反射率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉。



5.非接触测量方式，保证作业安全

采用非接触目标的方法，人员无需接触被测物体，即可直接采集物体表面的三维数据，降低了测量风险。能有效避免异形建筑，危险场景（高空，电厂，辐射）的测量危险，为测量提供安全。



6.数字化兼容性好

通过直接获取数字信号采集的数据，所以具有全数字特征，方便进行后期处理和输出，与Revit、AutoCAD、SketchUp、ArchiCad、Bentley、Tekla等软件有很好的共享性。



三、点云怎么产生？

点云是目标表面特性的海量点集合，点云越密集，反映的图像细节和信息就越多。

当我们利用三维激光扫描仪扫描某一建筑表面时，我们可以得到大量密集的点，这些点带有三维坐标（XYZ）、激光反射强度和和颜色信息（RGB）等信息，它们共同创建了可识别的三维结构。



下面，我们以Trimble三维激光扫描仪为例，一起来看下点云数据的具体创建过程。

Trimble三维激光扫描仪主要扫描过程和技术流程如下：

 

Trimble三维激光扫描仪最终采集的数据以点云和图像的形式储存在扫描仪设备里，运用Trimble RealWorks进行一定处理后，能获取建筑物的相对位置信息、尺寸、纹理和形状，进而建立真实的物体数据模型。 



四、点云数据怎么处理

在三维激光扫描的过程中，点云数据的获取常常会受到物体遮挡、光照不均匀等因素的影响，容易造成复杂形状物体的区域扫描盲点，形成孔洞。同时由于扫描测量范围有限，对于大尺寸物体或者大范围场景，不能一次性进行完整测量，必须多次扫描测量，因此扫描结果往往是多块具有不同坐标系统且存在噪声的点云数据，不能够完全满足人们对数字化模型真实度和实时性的要求，所以需要对三维点云数据进行去噪、简化、配准以及补洞等预处理。



通过数据预处理，可以有效剔除点云中的噪声和外点，在保持几何特征的基础上实现点云数据简化，并将不同角度扫描的点云统一到同一坐标系下，为后续的曲面构建及三维实体模型生成提供稳健的数据基础。



五、点云怎么建模？

点云建模需要利用实景建模软件ContextCapture，ContextCapture可以更好地评估点云并生成更精确的三维模型。

ContextCapture可以对点云进行增强、分割、分类，并与工程模型相结合。利用ContextCapture的高级三维建模、横截面切割、断裂线和地形提取功能，能快速高效地对竣工条件进行建模并支持设计流程。


点云数据与实景影像融合成果

基于点云数据，ContextCapture还可以从生成非常庞大的可缩放地形模型。通过与原始数据源同步，可缩放地形模型可实时更新到最新。这样做的价值在于，拥有所有数据的全局、最新和综合表示，并用于使用各种显示模式和执行分析，以及生成动画和可视化效果。

ContextCapture软件详情：实景建模ContextCapture产品详情及五大应用

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