三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。

三維激光掃描技術(shù)原理

三維激光掃描技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，在國內(nèi)越來越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速復(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)。

由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)點，因此相對于傳統(tǒng)的單點測量，三維激光掃描技術(shù)也被稱為從單點測量進(jìn)化到面測量的革命性技術(shù)突破。

該技術(shù)在文物古跡保護、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計、建筑監(jiān)測、交通事故處理、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評估、船舶設(shè)計、數(shù)字城市、軍事分析等領(lǐng)域也有了很多的嘗試、應(yīng)用和探索。三維激光掃描系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集的硬件部分和數(shù)據(jù)處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統(tǒng)又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。

應(yīng)用掃描技術(shù)來測量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應(yīng)用于逆向工程，負(fù)責(zé)曲面抄數(shù)，工件三維測量，針對現(xiàn)有三維實物（樣品或模型）在沒有技術(shù)文檔的情況下，可快速測得物體的輪廓集合數(shù)據(jù)，并加以建構(gòu)，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數(shù)字化模型。

三維激光掃描技術(shù)的特點

三維激光掃描技術(shù)，具有精度高、速度快、分辨率高、非接觸式、兼容性好等優(yōu)勢，被譽為“測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命”。通過與傳統(tǒng)測量技術(shù)，如全站儀、近景攝影測量、航空攝影測量等類比分析，主要有以下特點：

（1） 非接觸式。三維激光打3描技術(shù)采用非接觸式高速激光測量方式，不需反射棱鏡，直接對目標(biāo)體進(jìn)行3描，采集目標(biāo)體表面點的維坐標(biāo)信息。在目標(biāo)危險、環(huán)境惡劣、人員無法到達(dá)的情況下，傳統(tǒng)測量技術(shù)無法完成，此時三維激光掃描技術(shù)優(yōu)勢明顯。

（2）數(shù)字化程度高、擴展性強。三維激光1描系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號，具有全數(shù)字的特征，易于處理、分析、輸出、顯示，而且后處理軟件用戶界面友好，能夠與其它常用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及共享，可與外接數(shù)碼相機，GPS配合使用，拓寬其應(yīng)用范圍，具有較好的擴展性。

（3）高分辨率。三維激光3描技術(shù)可以進(jìn)行快捷、高質(zhì)量、高密度的三維數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到高分辨率的目的。

（4）應(yīng)用廣泛、適應(yīng)性強。由于其良好的技術(shù)特點，對使用條件要求不高，環(huán)境適應(yīng)能力強，適合野外測量，故在工程建設(shè)各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

三維掃描技術(shù)的意義何在

虛擬現(xiàn)實就是在一定軟硬件的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建盡可能真實的3D立體的場景和對象，在虛擬仿真中，場景和對象的真實感是最為關(guān)鍵一個因素。20世紀(jì)90年代，虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)作為一門嶄新的綜合性信息技術(shù)出現(xiàn)，它融合了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)的技術(shù)分支，與此同時誕生的還有3D立體掃描技術(shù)。

隨著觀眾對虛擬現(xiàn)實技術(shù)所展現(xiàn)的場景的精細(xì)性、準(zhǔn)確性、真實性要求的不斷提高，對于現(xiàn)實世界的真實數(shù)據(jù)獲取和精細(xì)建模的瓶頸日趨明顯并嚴(yán)重制約著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的前進(jìn)步伐。隨著3D立體掃描技術(shù)的出現(xiàn)，它完美的解決了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)真實場景過程中的數(shù)據(jù)獲取的難題。

三維激光掃描技術(shù)不同于單純的測繪技術(shù)（因為傳統(tǒng)的高精度測繪技術(shù)已經(jīng)很多，也夠用了），它主要面向高精度逆向三維建模及重構(gòu)，傳統(tǒng)測繪技術(shù)主要是單點精確測量，但用它做建模工作時就愛莫能助了，因為描述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的完整屬性需要大量的測繪點采集，少則幾萬個，多則幾百萬以上，這樣才能把目標(biāo)完整的搬到電腦中來，所以，用現(xiàn)代高精度傳感技術(shù)做輔助就解決了這個問題，三維激光掃描技術(shù)就是這類全自動高精度立體掃描的技術(shù)。

三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用面非常寬廣，它是正向建模（如：由人工操作CATIA、UG、CAD）的對稱應(yīng)用，所以說它為逆向建模技術(shù)（如：從實體或?qū)嵕爸兄苯舆€原出模型）。

逆向建模可以將設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、使用等過程中的變化內(nèi)容重構(gòu)回來，然后進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)特性分析（如：形變、應(yīng)力、效能、過程、工藝、姿態(tài)、預(yù)測等）、檢測、模擬、仿真、CIMS、CMMS、虛擬現(xiàn)實、柔性制造、虛擬制造、虛擬裝配等，這對于有限元分析、工程力學(xué)分析、流體動力分析等軟件來說是非常重要的，對于精度適合的工作還可以進(jìn)行后處理測繪、計量等。

總之，空間數(shù)據(jù)是一個復(fù)雜的、交錯的、變化的屬性，表面結(jié)構(gòu)僅是這個屬性之一、而逆向工程的任務(wù)也將隨著環(huán)境量化、虛擬制造、柔性制造、工裝工藝、工件組合、數(shù)字工廠、流程操作、可視化仿真、虛擬現(xiàn)實等的應(yīng)用延伸而不斷擴大，社會橫向應(yīng)用面也將進(jìn)一步廣闊。