法如激光三维扫描仪在古建筑保护领域的应用

三维扫描技术在古建筑中的应用摘要：三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。

随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这种技术已经引起了广大科研人员的关注。

作为新的高科技产品，三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘等领域里应用。

本文针对三维扫描技术在古建筑中修缮保护中的应用等问题进行了探讨。

关键词：三维激光扫描技术；古建筑保护前言随着经济的发展，科技在不断的创新，这些年来，工程测量在工程行业里的应用在不断的拓宽，传统的坐标测量仪器如全站仪，断面仪已满足不了高精度的三维坐标测量，相比较这些传统的测量技术，国际上近期发展的一项高新技术--三维激光扫描技术，这种技术具有极大的优势所在，通过激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,既省时又省力,这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的。

作为新的高科技产品，三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘等领域里应用。

一、三维激光扫描技术的工作原理三维激光扫描技术，是通过内部的激光脉冲发射器向目标物发生激光脉冲，反光镜旋转，发射出的激光脉冲扫过被测目标，信号接收器接收来自目标体发射回来的激光脉冲，通过每个激光脉冲从发出到被测物表面返回仪器所经过的时间可以获得被目标体到扫描中心的距离，同时扫描控制模块和测量每个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β，后处理软件自动解算得出被测点的相对三维坐标，进而转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。

二、扫描数据处理地面三维激光扫描系统扫描得到的数据是点云数据(Points Cloud) ，记录了有限体表面上离散点的空间坐标和某些物理参量。

点的表示形式为( x ,y ,z ,intensity ,R ,G ,B) ，不仅包含了点的空间位置关系，还包括点的强度信息和颜色灰度信息。

离散的点云数据并不能够真实准确地表达构筑物的整体模型，为了满足三维建模的需求，首先要对所获得的原始点云数据进行处理，包括数据滤波、坐标系转换、数据配准。

三维激光扫描技术在古建数字保护中的应用摘要：为强化古建筑的保护，需要对古建筑进行整体的数字建模，然而随着时间的推移，传统的测绘模式难以进行高损坏度建筑的测绘工作，三维激光扫描技术对古建数字保护的重要性日益凸显。

本文从三维激光扫描系统工作原理入手，综合分析了三维激光扫描技术在古建数字化建设中的应用。

关键词：激光扫描技术；古建数字保护；应用方式三维激光图像扫描仪是20世纪90年代中期兴起的一种高科技，是GPS卫星定位技术后的一次重大突破。

该系统利用高速激光扫描技术，通过被测物体的一组样本（离散点）即“点云”，获得目标或地表的阵列几何图形数据。

该方法能够快速、大量地获取空间点的信息，为快速构建三维图像模型提供了一种新的方法。

１三维激光扫描系统工作原理三维激光扫描器的工作原理是：将红外光束射入转动透镜的中央，然后转动探测点周围的激光透镜，当激光与目标接触时，光束会立即被反射回来，并测量红外位移，以反映出激光与目标的距离。

最后利用编码器对透镜的转动角和扫描机的水平转动角进行了测量，得到了各点的X、Y和Z坐标。

测点云的三维坐标是由三维激光扫描器所决定的，XOY平面是横向扫描平面，Z轴线垂直于横向扫描平面。

三维激光扫描测量系统包括：线性激光光源、彩色CCD摄像机、电机控制转动滤光镜、控制电路板、电脑以及相关的软件。

采用步进马达驱动线性结构的激光光源进行步进旋转，通过对目标进行光平面的扫描，实现了对被测面的整体三维测量。

利用贴图技术，将被摄对象的色彩信息与各受测点的三维数据相结合，从而获得了被测量对象整体的彩色立体信息。

一个地面三维激光扫描仪主要包括扫描仪、计算机控制器、供电系统三大部分。

激光扫描仪由激光测距仪、激光扫描仪、CCD、仪器内部的控制、校正等组成。

在该装置中，利用两台同步反射镜，对激光脉冲的辐射源进行连续的扫描，并测量每一激光脉冲从被测物体的表面到被测物体的表面和返回的时间（或相差），并利用精确的时钟控制编码器，对各个激光脉冲的侧向扫描角观察值和垂直方向的观察值e进行同步测量，这样，任何被测云点P的三维坐标如下:X P=S*cosθ*cosαY P=S*cosθ*sinαZ P=S*sinθ除了两个角和一个距离外，激光扫描系统的原始观测资料外，还提供了扫描点的反射强度I，用于与反射点对应的色彩。

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用摘要：随着社会的发展，人们对历史建筑物的保护意识逐渐加强。

很多优秀历史建筑物在建造时并无设计图纸，因此一旦遭受破坏很难复原。

近年来，这座近现代古建筑遗产面临着越来越多的修缮保护需求，为此需要首先对古籍馆开展全方位测绘工作，为古籍馆的保护及今后的维护提供科学的档案资料，为后续修缮工作的有序开展奠定良好的基础。

本文利用三维激光扫描技术在古建筑测绘中的辅助测绘优势，探讨了三维激光扫描技术在古建筑修缮中的具体应用。

关键词：三维激光扫描；古建筑修缮；应用中图分类号：TU72 文献标识码：A引言三维激光扫描技术有着速度快、信息全、无接触、误差小的优点，对建筑测绘具有革命性的意义。

在点云数据和影像数据的支撑下，可以在计算机中构建古建筑数字模型，将古建筑现有状况完整精确地保存到数据库中，为之后古建筑研究、保护、修缮、重建提供依据。

1、三维激光扫描技术概述古建筑测绘需要对其大小，空间位置和形状进行具体的测绘，采用测绘常规人工作业方法精度低，并且消耗大量人力物力财力，测量人员还需要不断地接触古建筑，对于古建筑本身而言具有一定的危险性且容易遭到损害。

三维激光扫描技术的出现为获取空间三维信息提供了全新的技术手段，它克服了传统测量技术的局限性，采取了非接触、主动测量方式的测量方法。

三维激光扫描技术还具备以下特点：数据采样率高，高分辨率高精度，实时性动态性，全数字采集，自动化程度高等优点。

因此，三维激光扫描技术改变了传统的作业方式，将大量的外业人工作业转变成了对建筑物点云进行自动化、高精度和非接触式的采集，并且单个点云的精度达到毫米级，避免了传统测绘方式的缺点，有利于保护古建筑不受损害。

2、三维激光扫描技术特点地面三维激光扫描技术是通过利用激光束对物体进行扫描而获取物体的高度信息和相对位置信息，地面三维激光扫描技术具有高精度、全自动化等特点。

相对于传统测绘技术而言，三维激光测量系统可以将目标表面的三维信息以数字化的形式储存于设备中，并以数据形式显示出来。

三维激光扫描在历史建筑测绘中的应用摘要：本文首先介绍了三维激光扫描的原理和特点。

其次，探讨了三维激光扫描在历史建筑测绘中的具体应用，包括建筑外观测量与重建、内部结构测量与分析以及文物保护与修复等方面。

最后，展望了其未来的发展方向和研究重点，以期促进历史建筑的保护和传承。

关键词：三维激光扫描；历史建筑测绘；实践应用前言历史建筑测绘是保护和传承人类文化遗产的重要工作，它对于了解历史建筑的结构、材料和风格具有重要意义。

然而，由于历史建筑的复杂性和特殊性，传统的测绘方法往往难以满足精确度和效率的要求。

因此，寻找一种高精度、高效率的测绘方法成为了当前研究的热点。

一、三维激光扫描技术的原理和特点1.1 三维激光扫描原理简介三维激光扫描技术是利用激光器发射出的激光束对目标物体进行扫描，通过测量激光束的反射或散射来获取目标物体的三维坐标信息。

具体如下：激光器发射激光束，激光束照射到目标物体上；激光束与目标物体相互作用，部分激光束被反射或散射回来；接收器接收反射或散射回来的激光束，并记录下激光束的时间和位置信息；根据激光束的时间和位置信息，计算出目标物体的三维坐标[1]。

1.2 三维激光扫描技术的特点和优势三维激光扫描技术具有以下特点和优势：（1）非接触性：可以在远距离进行扫描，避免了对目标物体的损伤和干扰。

（2）高精度，能够准确地获取目标物体的形状和尺寸信息。

（3）高速度：在很短的时间内完成对目标物体的扫描，提高了工作效率。

（4）大范围：包括复杂的曲面和不规则形状。

（5）无需标记：直接对目标物体进行扫描，无需事先进行标记或准备工作。

二、三维激光扫描在历史建筑测绘中的应用2.1 建筑外观测量与重建（一）建筑外部形态的测量与记录：激光扫描仪可以快速获取建筑物外部的点云数据，通过对这些点云数据进行处理和分析，可以得到建筑物外部形态的详细信息。

这些信息包括建筑物的立面、屋顶、窗户、门等各个细节的尺寸和形状。

通过测量和记录建筑物的外部形态，可以为后续的保护、修复和研究工作提供准确的基础数据。

3D激光扫描技术在古建筑保护修复中的应用实践在古建筑保护修复领域中，传统的测绘方法通常会造成一定的损害和破坏，这对于珍贵的文化遗产来说是不可接受的。

然而，随着科技的进步，3D 激光扫描技术的应用为古建筑的保护和修复提供了全新的解决方案。

本文将介绍3D激光扫描技术在古建筑保护修复中的应用实践。

古建筑保护修复一直是一个具有挑战性的任务。

传统的测绘方法往往需要直接接触建筑，比如使用测量仪器进行测绘或者进行手工绘图。

这些方法都存在着对古建筑的损坏和对人员安全的风险。

此外，传统测绘方法通常需要大量的时间和人力资源，而且存在测量数据的错误和不准确性的问题。

然而，3D激光扫描技术的出现改变了传统测绘的方式。

3D激光扫描技术通过使用激光束扫描古建筑的表面，可以快速精确地获取建筑的三维数据。

这种非接触式的测绘方法极大地减少了对古建筑的损坏和破坏，同时也降低了人员的安全风险。

3D激光扫描技术可以在短时间内获取大量的测量数据，且具有较高的准确性和可重复性。

通过将这些数据进行处理和分析，可以生成建筑的高精度三维模型和点云模型，为古建筑的保护修复提供了重要的参考依据。

在古建筑保护修复过程中，3D激光扫描技术的应用有着广泛的应用。

首先，通过激光扫描技术可以获取古建筑的详细结构信息，包括建筑物的形状、表面纹理、细节和缺陷等。

这些数据可以帮助专业人员全面了解建筑的情况，为保护修复方案的制定提供重要的参考依据。

同时，激光扫描技术还可以检测和记录古建筑的变形和病害情况，以及建筑材料的老化和损坏情况，为建筑的保护修复工作提供了重要的数据基础。

其次，3D激光扫描技术还可以在古建筑保护修复过程中进行数字化仿真和模拟。

通过将测量得到的三维数据导入计算机软件，可以对建筑的结构和装饰进行数字化建模和仿真，以评估不同的保护修复方案的可行性和效果。

同时，还可以进行虚拟现实的应用，为人们提供更直观、真实的感受和体验，提高保护修复工作的效率和质量。

此外，激光扫描技术还可以用于监测古建筑的长期变化和损害情况。

智慧地球NO.03 202435智能城市 INTELLIGENT CITY 三维激光扫描技术在古建筑测量中的应用赵越（航天图景（北京）科技有限公司，北京 101300）摘要：三维激光扫描技术测量具有不接触、面测量、精度高的特点，对于测量复杂的古建筑物具有一定优势。

文章以古亭台为测量对象，详细阐述了三维激光点云数据的获取及处理流程，并对其测量精度进行分析。

结果表明，三维激光扫描技术可快速、高精度地获取古建筑物测量信息，减少外业工作量，为古建筑数字化提供新思路。

关键词：三维激光扫描；古建筑测量；点云数据中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：2096-1936（2024）03-0035-03DOI：10.19301/ki.zncs.2024.03.011三维激光扫描技术是一项快速获取物体表面特征点云数据的技术，点云数据中包含三维坐标、颜色信息及电磁波强度信息等，通过数据处理可将点云数据转化为空间线、面等信息，实现实景三维模型的构建。

三维激光扫描技术具有不接触、面测量等特点，为景观实景模型建设提供了新方法，为完整的保存古建筑景点信息提供了新思路。

1　测绘内容和精度要求景观测绘内容与其规模具有一定关系，庞大宫殿要求测量的内容丰富且精度较高，简易的雕塑测量内容较少。

本文以亭台古建筑为例，测量内容主要包括总平面图、单个建筑物平面图、建筑物立面图、建筑物的剖面图、细部大图样5方面。

不同的测绘图纸，精度要求也不同[1]。

不同图纸的测量精度要求如表1所示。

2　三维激光扫描数据采集及处理2.1　控制网布设经实地踏勘，在目标亭台周边设置9个站点进行三维数据的扫描工作，在控制点位置布设坚固的钢钉，将GNSS静态测量获取的点位坐标采用支导线法引导亭台附近，采用全站仪对外围4个点构成的闭合环进行控制测量，平差后获得闭合环4个点的坐标，其余5个点则采用符合导线的方式布设，平差后记录各个点的点坐标。

2.2　标靶设置为提高后续点云数据的匹配精度，在亭台上布设测量标靶。

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究发布时间：2022-10-14T00:45:05.054Z 来源：《工程建设标准化》2022年6月11期作者：商小玮[导读] 在二十世纪九十年代中期，三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

商小玮上海市测慧信息科技有限公司 200433摘要：在二十世纪九十年代中期，三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

在我国应用到激光技术测距已经有几十年的历史，伴随着自控技术的发展，非接触式三维激光扫描设备横空出世，为测距工作提供了便利条件。

越来越多的行业应用到三维激光扫描技术，由于三维激光扫描技术所特有的优势，三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用也越来越广泛，以保护古建筑文物为目的，并且对其保护必须是持续性的，所以在古建筑保护中，因其不接触建筑文物，对文物伤害小的优势，使其在古建文物保护中受到广泛的应用。

关键词：三维激光；扫描技术；古建筑文物；应用研究引言：随着时代的发展进步，三维激光扫描技术也逐渐成熟起来，使得三维激光测量技术越来越多的应用到文物保护工作中。

三维激光扫描技术具有实时性、速度快、实效性更高的特点，因此，它迅速地成为获得空间数据的一种重要技术手段。

我国在二十世纪初，把三维激光扫描技术应用在古建筑测绘中，为古建的档案数字化提供强有力的技术支持，为研究中国的古建筑史和建筑理论提供理论依据，同时也对保护古建筑文物起到重要作用。

1三维激光扫描原理测量时，激光测距仪发射激光并以此为基础；把所测的水平和垂直方向角，距离数值作为依据，并计算出被扫描点的三维坐标。

控制电路板、相机、线结构激光光源、以马达控制的可旋转动仪、相应软件与计算机组成了三维激光扫描测量系统。

把激光光源步进转动，作为步进电机带动线结构的基础，为得到自然物体表面的三维测量数据，激光测距仪发射出激光到自然物体表面，自然物体接收到激光讯号后并反射回去，根据激光传播速度从而进行测距。

2三维激光扫描的特点通过激辐射光放大所得到的光源，就是激光。

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用摘要：三维激光扫描技术具备精度高、效果好以及主动性等优势特征，所以近些年被广泛的应用到了建筑仿真、文物保护、古建筑测绘测量等多个领域。

但是，该技术由于发展和应用时间还比较短，所以在古建筑测绘测量中的应用依旧处于初步阶段，还存在很多难点需要进行解决。

三维激光扫描技术运用于古建筑测绘测量工作中，可以说是一种全新的尝试，能够在古建筑测量作业中，缩减消耗的时间，提升工作效率。

关键词：三维激光；扫描技术；古建筑测绘测量应用三维激光扫描技术的推出，是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破，其直接打破了以往传统测量的方式，直接激光扫描的形式，可对大面积范围进行高分辨率扫描，并以此形成的三维坐标数据。

近年来，三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、古建筑测绘测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。

以往常用的古建筑测绘测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等方式，而采用此类方式所需的工作量普遍较大。

而采用三维激光扫描，则能够实施高密度、高精度以及高速度的测量，减少外业工作时间，提升了测量工作的效率。

1三维激光扫描技术的特点及原理分析三维激光扫描仪类型比较多，通常情况下根据扫描平台的不同，可以将其划分成机载激光扫描系统、便携式激光扫描系统以及地面型激光扫描系统等。

比如，日常测量过程中应用较为广泛的地面型三维激光扫描系统，其实际的工作原理为：三维激光扫描系统由脉冲发射器将脉冲信号发射至表面。

此时物体表面在将脉冲信号漫反射之后，使脉冲信号按照同样的路径返回至信号接收器，从而完成精确计算目标点与扫描仪之间距离的目的。

另外，每一个激光脉冲所产生的横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值都可以由精密时钟编码器进行测量和计算。

三维激光扫描的工作过程主为数据采集、数据预处理、几何模型重建、模型可视化、成果输出等几部分组成。

在这其中数据采集所发挥的作用是为模型的重新构建提供精确的点云数据，从而达到有效降低模型重建复杂程度，促进模型精确度和运算速度的目的；而数据预处理则主要是进行所有点云数据的过滤。

DOI ：10．19392/j．cnki．1671-7341．201906067基于三维激光扫描技术在古迹保护中的应用李涛会1侯宽信2陈炜11．无锡城市职业技术学院江苏无锡214000；2．无锡托普测绘科技有限公司江苏无锡214000摘要：本文以项目实践出发对比分析了传统ＲTK 技术和三维扫描技术在古迹保护中优劣体现，通过三维扫描技术实现三维建模以及提取点云数据导入绘图软件绘制古石冢石墙二维线划图，对三维激光扫描技术在古构筑物现场测绘所，数据采集、拼接、去噪、导入成图各环节实施方法，以研究三维激光扫描技术在古迹保护中的特殊作用。

关键词：三维激光扫描技术;云数据;ＲTK 技术;三维建模;数据分析一、三维激光扫描技术概述(一)工作原理三维激光扫描技术是GPS 之后地图绘制技术的又一次革命。

它通过高速激光扫描原理快速获取被测物体的大量高精度三维坐标数据。

快速对被测目标三维建模及绘制平、立、剖等各种图纸所需数据。

通过传统测量测得的数据的最终输出是二维结果，与传统测量不同的是由3D 激光扫描仪测量的数据不仅包含平面位置（X 坐标，Y 坐标）和高程（Z 坐标）的信息也同步Ｒ，G ，B 颜色信息，并且还反映对象的反射率信息。

换言之，三位扫描所扫描点云数据给我们的感官感受就是目标体的含带海量特征点坐标的实景照片。

这种全面的信息给人的印象是物体实际上是在计算机中再现的，这是传统测量所无法企及的。

(二)三维激光扫描技术在古迹保护中的优点（1）三维激光扫描仪可以真实记录考古发掘现场，既有实景效果又有精密三维坐标定位。

（2）非接触式三维激光扫描技术对观测目标无需直接接触，避免了对古迹文物造成二次伤害。

（3）建立的三维模型可以保存为真实文物的副本，对文物的保护，修复和研究具有重要意义。

（4）还可以对被破坏的文物进行“数字修复”，以便人们可以在被计算机摧毁之前“看到”这些雕像的外观。

3D 数字模型还可用于虚拟演示和互联网的漫游二、本项目采用三维激光扫描技术和ＲTK 数据对比分析本项目测绘了阖闾古城龙山石墙，长度达2公里。

三维激光扫描在古建筑保护中的应用研究1 引言三维激光扫描，作为20世纪90年代中期开始出现的一项高新技术，具有速度快、效益高、实时性强等特点，很好的解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。

因此，它很快成为空间数据获取的一种重要技术手段。

国内21世纪初叶，三维激光开始被应用于古建筑测绘领域，如用于故宫修复测绘、和数码相机相结合对古建筑物进行快速三维重建等，实现古建的数字化存档，为研究中国古建筑史和建筑理论提供重要资料[1]，也对发扬古建筑文化具有重要的社会意义[2]。

从研究成果中可以看出，与其它技术手段集成使用，三维激光在古建筑保护中相对于传统测绘手段而言更显示出其独特的、无法取代的优越性。

然而，由于建筑本身的特性以及技术本身的局限性，也使得三维激光用于古建筑测绘存在一定的缺陷，因此我们有必要在前人的基础上，进一步研究三维激光用于古建筑测绘的特点，及其存在的问题，并提出初步的改进方法。

2 三维激光扫描与数据处理2.1三维激光扫描数学原理地面三维激光扫描测量系统是由地面三维激光扫描测量仪、后处理软件、电源以及附属设备构成。

测量时，按激光脉冲所测的空间距离；再根据水平向和垂直向的步进角距值，计算出扫描点的三维坐标。

通过传动装置的扫描运动，根据设定的扫描范围，完成对物体的全方位扫描；然后进行数据整理，再通过一系列处理获取目标表面的点云数据。

图1 三维激光扫描点云坐标测量原理示意图Fig.1 the graph of mapping point-clouds’ coordinates and 3D-laser scanner 同时，彩色CCD 相机拍摄被测物体的彩色照片，记录物体的颜色信息，采用贴图技术将所摄取的物体的颜色信息匹配到各个被测点上，得到物体的彩色三维信息。

三维激光扫描测量仪原理如图1所示。

三维激光扫描技术通过对激光照射目标获取点云，使得传统的外业测量更多的以数字化的方式转移到室内来进行，明显降低了测量工作的难度和工作量。

浅谈三维激光扫描技术及在古建筑测绘中的应用发布时间：2022-06-22T07:32:07.937Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：李艳珍[导读] 古建筑传统的测绘方法工序十分繁琐，效率也很低，更重要的是还有可能对古建筑本体造成一定的不可修复的损坏，三维激光扫描技术引入古建筑测绘中弥补了传统测绘的缺点，三维扫描技术可以在不接触建筑物本体的情况下准确收集建筑物的几何信号，并利用云数据建立出扫描建筑的三维空间模型，工序较为先进，效率较传统方法也有了很大的提升，对于实现古建筑档案数字化、三维空间模型建立等具有重要的意义。

柳州市建筑设计科学研究院有限公司广西柳州 545005摘要：古建筑传统的测绘方法工序十分繁琐，效率也很低，更重要的是还有可能对古建筑本体造成一定的不可修复的损坏，三维激光扫描技术引入古建筑测绘中弥补了传统测绘的缺点，三维扫描技术可以在不接触建筑物本体的情况下准确收集建筑物的几何信号，并利用云数据建立出扫描建筑的三维空间模型，工序较为先进，效率较传统方法也有了很大的提升，对于实现古建筑档案数字化、三维空间模型建立等具有重要的意义。

关键词：三维激光扫描技术；古建筑测绘；应用1引言随着三维激光技术的不断完善与推广，在古建筑测绘当中被广泛应用，大大推动了我国古建筑的保护和维护工作。

但是三维激光扫描技术同时也存在着许多缺点。

例如，技术资源的缺乏、没有规范统一的技术应用标准、在实际应用相关设备时又没有对相关的各项技术指标以及特性有着足够的认识等，这些都将会导致此项技术在古建筑测绘领域无法得到有效的应用。

因此，本文在对三维激光扫描技术的原理进行阐述的基础上，根据具体案例分析了三维激光扫描技术在古建筑中的具体应用。

2三维激光扫描技术原理三维激光扫描技术，利用其能够发射连续光束的特点，可以快速收集在目标物体上的光点信息，同时还可以利用配套设备获得相关的图像信息以及色彩信号，利用计算机处理技术，通过对所获取的数据进行分析处理，就可以准确构建出被测物体的三维模型，由点到面地检测，可以不接触观测目标[1]。

三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例【知识专题】三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例一、引言近年来，随着科技的不断发展，三维激光扫描技术在文物保护领域得到了广泛的应用。

本文将就三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例进行深入探讨，旨在向读者展示这一先进技术的价值和潜力。

二、三维激光扫描技术简介三维激光扫描技术是一种通过激光束测量物体表面的形状和细节的高精度技术。

它通过扫描和测距，可以快速获取物体表面的三维坐标数据，实现对物体形状的精准测量和重建。

这项技术在文物保护中有着广泛的应用前景。

三、三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例1. 敦煌壁画的数字化保护敦煌壁画作为中国传统文化的瑰宝，一直备受世人的关注。

然而，由于壁画的材质脆弱，传统的保护方式往往难以满足对壁画细节的精准保护需求。

三维激光扫描技术通过对敦煌壁画进行精细的扫描和测量，可以实现对壁画形态的数字化保护，为其长期保存和传承提供了重要的技术手段。

2. 古建筑结构的精准重建古建筑作为我国优秀的传统文化遗产，对其结构和形态的准确保护至关重要。

三维激光扫描技术可以通过对古建筑的扫描和测量，实现对其结构的精准重建，并为修复和保护工作提供重要的依据。

在保护工程中，这项技术的应用可以大大提高保护工作的准确性和效率，为古建筑的长期保存提供了有力支持。

3. 文物仿制与修复三维激光扫描技术还可以应用于文物的仿制与修复工作中。

通过对文物的扫描和测量，可以快速获取其三维数据，并进行精细的仿制和修复工作。

这项技术的应用，不仅可以确保文物修复的精准性，还可以减少对原件的损坏，为文物的修复工作提供了全新的可能性。

四、结语通过对三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例进行深入探讨，我们不难发现，这项技术在文物保护领域有着巨大的潜力和价值。

相信随着科技的不断发展，三维激光扫描技术将为文物保护工作带来更多的可能性，为我国丰富的文化遗产注入新的活力。

个人观点：我深信三维激光扫描技术在文物保护中的应用将会成为文物保护领域的重要技术支持。

三维激光扫描技术在古建筑保护上的应用摘要：三维激光扫描技术的快速性、高精度性和非接触性能够更好地满足古建筑保护所需要的测量需求，能够对古建筑的破坏程度和结构维护进行快速、全面的测量。

本文主要阐述了三维激光扫描技术的扫描原理，分析了三维激光扫描技术的特点，论述了三维激光扫描采集点建模方案，并从国内和国外两个维度探究了三维激光扫描技术在古建筑保护中的实际应用。

希望能够通过三维激光扫描技术对我国现存的古建筑进行更好的保护和维修。

关键词：三维激光；扫描技术；古建筑保护；激光扫描技术在距离测量中的运用已经有了几十年年的发展历史，但是，三维激光扫描设备是近几年跟随着自动控制技术的发展才得以出现的。

由于三维激光扫描技术不用和被测量的目标进行接触，扫描的速度更快，精准度更高，因此，在古建筑保护课题研究中，三维激光扫描技术得到了广泛的运用。

通过三维激光扫描技术的深入研究，其在古建筑保护和古建筑真实面貌还原过程中有着广泛的应用价值，尤其是对于古建筑的维修和保护，有着重要的现实意义，能够更进一步促进古建筑维修保护工作的开展。

一、三维激光扫描技术的扫描原理三维激光扫描测量系统是是由结构激光、光源彩色、CCD摄像机、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板，计算机的相应的软件构成的。

其本身是一个精细化的测量技术，能够对不同的物体进行多维度、全方位的测量。

三维激光扫描测量的工作步骤是通过步进电机带动线结构激光光源做步进运动，让光可以在物体的表面上进行全面扫描，从而实现在被测物体的整个表面上进行三维测量的操作。

再通过贴图技术，将测量物体的颜色信息和所得的各个被测点上的三维数据进行对应匹配，通过这样的测量方式得到被测物体的彩色三维信息。

三维扫描技术在物体测量的过程中具有许多传统测量扫描不具备的优势，研究人员应当致力于三维扫描技术的应用研究和发展研究，更大程度的促进该技术的发展，使得其能够在生活中的各个领域得到广泛的应用。

二、激光扫描技术的特点激光本身是一个受激辐射光放大的一种现代高技术光源。

三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的研究摘要：本文主要研究三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的应用。

引言部分介绍了古建筑保护与修复的重要性和挑战。

然后，对三维激光扫描技术的原理和应用进行了阐述。

接着，从与传统方法的对比和实际案例出发，探讨三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的优势和潜力。

最后，在结束语中强调了三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的重要性，并展望了未来的发展方向。

关键词：三维激光扫描技术；古建筑；保护与修复；应用引言：古建筑是历史文化遗产的重要组成部分，其保护与修复工作具有重要意义。

然而，传统的古建筑保护与修复方法往往存在一些问题，如时间和精力的浪费、数据的不准确等。

随着科技的进步，三维激光扫描技术作为一种高效、精确的测量方法，逐渐被应用于古建筑保护与修复领域。

1三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是一种利用激光束进行非接触式测量的高精度测量技术。

1.1 激光测距原理三维激光扫描技术基于激光测距原理，通过发射激光束并记录激光束发射和返回的时间差来测量目标物体的距离。

其步骤为,发射激光束：激光扫描仪发射一束可见光或红外激光束，该激光束以极高的速度打在目标物体表面上；接收返回信号：当激光束照射到目标物体表面时，部分光线会被物体表面反射回来，激光扫描仪会接收到这些反射光线。

1.2扫描仪的工作原理三维激光扫描技术还需要使用激光扫描仪来实现全面和精确的测量。

激光扫描仪通常由激光发射器、旋转镜、接收器和控制系统等组成。

其工作原理包括，激光发射器：激光扫描仪通过激光发射器发射激光束，并控制激光的强度、方向和频率；旋转镜：激光扫描仪通过控制旋转镜的旋转速度和角度，使激光束扫描整个测量区域；接收器：激光扫描仪的接收器接收目标物体表面反射回来的光线，并将其转化为电信。

2三维激光扫描技术在古建筑保护与修复中的应用2.1数字化建模通过三维激光扫描技术，可以快速、准确地获取古建筑的三维点云数据。

这些数据可以用于生成高精度的数字化建模，包括墙壁、柱子、屋顶等各部分的几何形状和细节。

摘要古建筑保护是一项非常重要的工作，通过采用现代的技术手段，可以对古建筑进行有效的保护和修复。

三维激光扫描技术是一种高精度的测量方法，可以对古建筑进行快速、精确的三维数据采集。

本论文结合古建筑保护的需求和三维激光扫描技术的原理，详细介绍了该技术在古建筑保护中的应用，并分析了其优缺点，对未来的研究提出了展望。

关键词：古建筑保护，三维激光扫描技术，测量，数据采集AbstractThe protection of ancient architecture is a very important work, which can be effectively protected and repaired by adopting modern technology. Three-dimensional laser scanning technology is a high- precision measurement method, which can quickly and accurately collect three-dimensional data of ancient buildings. Based on the needs of ancient architecture protection and the principles of three- dimensional laser scanning technology, this paper elaborates on the application of this technology in ancient architecture protection, analyzes its advantages and disadvantages, and proposes prospects for future research.Keywords: Ancient architecture protection, three-dimensional laser scanning technology, measurement, data collection一、引言古建筑是人类文化遗产的重要组成部分，拥有着独特的历史和文化价值。

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用作者：纵路来源：《西部资源》2023年第06期［关键词］三维激光扫描技术；古建筑；测绘；萧县师范礼堂古建筑泛指民国及以前的具有人文、艺术、社会价值的建筑物或建筑群[1]。

随着现代社会的发展，人们对人文艺术的追求不断提高，对古建筑所特有的科学文化价值也越来越重视[2]。

古建筑修复与保护成为了古建筑研究范畴中的重要一环，更多的古建筑被加入到修缮保护的行列。

许多古建筑在修缮之前，需要对古建筑进行测量并绘制古建筑的建筑图纸[3]。

然而，许多历史悠久的古建筑的建筑工艺已经失传，相关设计图纸也已消失，这给修缮工作带来极大的阻碍。

传统的古建筑测绘工作主要是依靠人为手动测量的方式，依靠量尺进行[4]，更先进、高级的方式可使用到全站仪进行。

虽然传统的测量方式可以完成古建筑的测量并完成图纸绘制，但是需要耗费巨大的人力以及较多的物力资源，并且效率低下，获得的信息有限，并不能完全满足现代修缮的要求[5]。

三维激光扫描技术并具有设备轻便，操作简单，工作高效等优点，在古建筑测量与修缮中起到了重要作用。

光焰不发，珠玉与瓦砾同观。

藻绘未扬，明光与布葛齐价。

萧县师范礼堂是纪念当地历代忠烈人物而建的忠烈祠堂，如竹简般记录着当地丰富的历史文化，对礼堂需进行必要的修缮工作，可以更好地保护古建筑，有利于其在文化的传承，历史的延续中发挥重要作用。

文章通过介绍运用三维激光扫描对萧县师范礼堂进行测绘，阐述了技术要点，探讨了操作规范，不仅可以为今后古建筑修复提供测绘技术支撑和借鉴，同时可以为古建筑电子信息建立、系统化管理及查询等技术的发展奠定基础。

1. 三维激光测量原理三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。

三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分，是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。

三维激光扫描技术在历史建筑保护中运用探究摘要：本文围绕三维激光扫描技术在历史建筑保护中的应用展开分析，通过具体的技术和数据模型阐述，希望可以为三维激光扫描技术的应用提供具体的思路，并且为我国历史建筑的保护提高措施。

关键词：三维激光扫描技术；历史建筑保护；运用引言：现代科学技术的进步，关于三维激光扫描技术方面实现了实景远程技术的应用，在我国历史建筑保护方面从结构到模型，全方位构建保护和信息获取的技术系统，促进古建筑保护的进程。

1、现场勘测，三维激光技术第一，三维激光扫描技术在进行历史建筑保护方面工作，首先需要对建筑体本身发射激光，然后顺着脉冲激光的光束到旋转镜头中间，脉冲激光接触建筑目标，会马上反射到扫描机器里。

其次信号接收器会让计算机计算激光脉冲携带建筑物信息发出地打在构件和物体表面的光线里，获取到扫描物体的扫描中心的距离。

最后扫描控制器方面可以设计编码实现测量镜头角度的和谐，一般来说激光脉冲保持在水平角度α和竖向角度β，根据这些获取高精度的三维坐标值。

第二，现场勘测使用三维激光点云技术，需要在对历史建筑物扫描过程里，确保扫描工作的数据完整。

在每次扫描结束后，需及时通过平板对扫描后的点云效果进行查看，检查是否存在遗漏、缺失等情况，如发现及时进行补测，或在下一测站调整扫描范围[1]。

并且使用FARO设备在现场保护措施里，将有效的信息收集，把采集的原始点云按照固定的格式做好软件点云的输入，包括文件blk格式文件，所以整体文件内部过滤成为数据处理方面的测量对应三维坐标。

根据进一步转换处理为了可以确保绝对坐标系里的空间体系有一个完整的三维模型，而且三维激光点保护和云端处理系统对于LiDAR的三维激光技术，根据云点处理的推断，这个扫描技术成为三维扫描激光保护中更新更健康的建筑保护技术。

2、数据处理，云点生成实景模型第一，对于历史建筑的保护方面使用三维激光技术的点云模型处理，根据这个模型分析和实体方面的转化，可以得出结论，但也同样也要符合保护工程需求，尽可能保护建筑中最基础的环节，根据传统保护和测量手段来说，创造出符合市场需求的三维模型文件，可以快速且精准地完成历史建筑整个区域和大型建筑群方面室内室外的测量工作，相比较而言，不仅节省了时间和成本，也同样提高测量的精准度，还在外作业的安全性得到保障，也保护方面减少了破坏程度。

三维激光扫描仪在古建数字化保护中的应用研究摘要本文以徕卡ScanStation C10一体化激光扫描仪为例，介绍了三维激光扫描仪的工作原理及数据成果在古建数字化保护中的具体应用。

关键词三维激光扫描仪；点云数据；三维模型中图分类号TH6 文献标识码 A 文章编号1674-6708（2014）120-0243-020 引言古建筑是历史政治文化的凝聚物，不同时期的建筑见证了不同的政治、文化和审美，不同民族、不同地方的建筑也具有其独特的风格，但随着社会的发展、风雨的侵蚀，我们能够看到的完整的古建筑依然不多，许多珍贵稀有的古建文物遗址已处于濒危境地，如何实现古建筑的数字化空间信息的管理及三维重建是近年来研究的热点。

古建筑大多具有不规则的曲面特征，结构比较复杂，依靠传统的测绘方法和照片难以复原其原貌，而三维激光扫描技术通过高速激光扫描的方法，大面积高分辨率地快速获取被测物体表面的三维坐标、反射率和色彩信息，打开了测绘领域由传统点测量到面测量的新局面。

1 徕卡ScanStation C10一体化激光扫描仪简介徕卡ScanStation C10一体化激光扫描仪的工作原理和主要技术参数徕卡ScanStation C10一体化激光扫描仪是紧凑型，脉冲式扫描仪，拥有较高的扫描速度及测量级精度，更广的测程和全视场角，其中扫描速度可达50000点/s，单次测量时点位精度±6mm、距离精度4mm、角度精度12"、表面建模精度2mm、标靶获取精度2mm，有效测距范围300m，全方位视场角360°×270°；同时它是一个带有全站仪功能的三维激光扫描仪，双轴补偿±5′、补偿精度1.5"，具有全站仪级别的单点测量精度；整合了数码相机和激光对中器功能用户界面机载控制，笔记本电脑或台式电脑数据存储内置硬盘或外接电脑相机一体化高分辨率数码相机；和其他的地面型激光扫描仪的工作原理一样，徕卡ScanStation C10发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面反射后，沿几乎相同的路径反回传回到接收器，可以计算目标点P与扫描距离S，控制编辑器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。

三维激光扫描仪在古建筑测绘中的应用研究林凯珊摘要：三维激光扫描仪的出现，改变了传统的数据采集方式，是测量技术发展的大变革。

在古建筑测绘中应用三维激光扫描仪，能够有效的弥补传统测绘方式的不足，对文物保护工作具有积极的意义。

本文结合对三维激光扫描仪和古建筑测绘相关内容的介绍，分析了古建筑测绘中三维激光扫描仪应用的误区，并探讨了在古建筑测绘中三维激光扫描仪的应用，旨在为相关工作提供参考，促进中国传统建筑理论研究的发展。

关键词：三维激光扫描仪；古建筑测绘；应用三维激光扫描技术是近年来兴起的高新测绘技术，具有快速、精确、全面、非接触性等特点，其在遗产保护领域中的应用越来越得到重视，但是大部分工作只停留在数据存储和简单测绘上面，而作为基本的数据库储存仅仅是遗产保护的一个方面内容，关键是怎么利用三维激光扫描数据，如何与遗产保护真正的结合起来，这也是制约三维激光扫描技术发展的瓶颈。

以往项目主要注重数据采集和结合法式测绘绘制图纸方面，本文讨论直接使用三维激光扫描数据表达建筑形变，为的是尽量减少人为干预对于数据准确度的影响，充分发挥三维激光扫描数据精确的优势。

同时结合法式测绘对古建筑现状的进行勘测和形变分析，为后期古建筑修缮和建筑研究提供基础数据。

１三维激光扫描仪的测量原理三维激光扫描技术是近年来发展起来的一项高新技术，可全天候、快速、直接、高精度地采集大范围区域的三维信息。

三维激光扫描仪利用三维激光扫描技术的激光测距原理，以点云数据密集地记录目标物体的表面三维空间坐标、反射率和纹理信息，对空间进行真实的三维记录。

激光测距原理主要采用飞行时间测量技术，对于每个点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ），扫描仪的激光器发射脉冲信号，脉冲信号到达物体表面，反射回到扫描仪，可以计算出脉冲信号的飞行时间ｔ。

由于光速ｃ＝3.0×108ｍ/ｓ为已知值，因此可以计算出物体表面到三维激光扫描仪的距离Ｓ。

假设α为激光束垂直方向的夹角，β激光束水平方向的夹角，如图１所示，则Ｐ点的三维空间坐标：ｘ＝Ｓ×cosα×sinβｙ＝Ｓ×cosα×cosβｚ＝Ｓ×sinα三维激光扫描仪获取物体表面每个采样点的空间坐标后，得到的是点的集合，称之为“点云”，它的每一个像素包含的是一个距离值和一个角度值。

规范三维激光扫描技术在旧城改造古建筑保护中的应用摘要：古代木建筑是我国建筑发展历程的重要见证，同时具有历史、艺术和科学等多方面的研究价值，是新建筑设计与新艺术创作的借鉴实证。

随着信息时代新技术的发展，古建筑测绘出现了新的可能性，三维激光扫描技术成为古建筑测绘的全新方式，它抛弃了原有以二维平面图纸为切入点的方式，将所有信息直接记录到空间之中形成三维模型，再提取出二维的平面信息制成图纸。

鉴于此，本文对规范三维激光扫描技术在旧城改造古建筑保护中的应用进行分析，以供参考。

关键词：三维激光扫描；旧城改造；古建筑保护引言1）三维激光扫描实现了“实物还原”，充分体现出三维激光扫描在古建筑数字化信息保护方面的优势，也为古建筑的三维建模和重建等提供了参考。

2）通过三维激光扫描与BIM技术的结合，以点云数据为基础，建立古建筑的BIM模型，能够实现BIM技术在文物古建筑修复中的正向设计，为设计的变更、施工方案的制定、技术交底等后续工作提供改了便利条件，还可建立古建筑信息模型数据库，对于古建筑的保护具有重要的意义。

1三维激光扫描技术的概念3D雷射扫描技术可让您快速从庞大的点云资料建立3D色彩模型，使3D色彩测量效率更高、精确度更高，且不具备触控功能，因此3D雷射扫描器的精确度可以以微米计。

还支持凹凸详图扫描。

三维激光扫描仪技术为历史建筑的早期改建工程图提供了卓越的性能。

2古建筑三维激光扫描2.1扫描方式和仪器点云数据采集主要利用了FARO、Trimble两款站立式和无人机三维激光扫描仪，如图1所示。

2.2不同扫描方式效果对比1）无人机扫描首先对壤驷子祠采用无人机扫描，扫描过程和扫描结果见图2。

2）站式扫描通过站式扫描，将采集的点云数据通过SCENE软件进行模型拼接处理，形成点云模型如图3所示。

对采用无人机和站式扫描两种方法的效果进行了总结（见表1）。

3传统修缮技术概况传统的翻新备选方案是艰苦、复杂、耗时的，而且与有限的专业人员有关，往往通过跨学科咨询继续进行。