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三维激光扫描原理与数据处理一、课程说明课程编号：010424Z10课程名称（中/英文）：三维激光扫描原理与数据处理/ Theory and application of 3D laser scanning data processing课程类别：选修课学时/学分：32/2 （其中实验学时：10）先修课程：摄影测量学基础、数字摄影测量、误差理论与测量平差基础适用专业：测绘工程教材、教学参考书：《三维激光扫描数据处理理论及应用》张会霞，朱文博，电子工业出版社，2012《机载激光雷达测量技术理论与方法》张小红，武汉大学出版社,2010 二、课程设置的目的意义三维激光扫描是快速获取地面或者物体三维点的先进技术，该课程主要介绍三维激光扫描原理、三维激光扫描数据处理、三维激光扫描数据处理应用，是遥感科学与技术专业的一门专业选修课。
课程目的主要使学生掌握三维激光扫描数据处理的基本知识，能应用软件进行三维激光扫描数据处理。
三、课程的基本要求对应的专业培养要求1.4.3摄影测量与激光扫描数据处理（5）了解激光扫描的基本原理和数据特点，熟悉激光扫描数据的处理的基本原理、技术与方法，并能使用软件进行数据处理。
2.1 工程实践能力掌握遥感工程项目的设计、数据采集、数据处理、统计分析与专题制图工作。
工程设计中，能理解工程应用要求，掌握外业施测和内业数据处理方法，严格贯彻专业设计规范和专业设计流程，选用合适仪器和数据源、外业实施方案、数据处理方法及软件。
知识：掌握三维激光扫描数据获取的基本原理、数据处理的基本理论知识。
能力：能编写三维激光扫描数据处理的简单程序。
素质：了解三维激光扫描数据处理的发展现状，能利用典型的软件进行三维激光扫描方面的工程应用。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等课堂教学内容与要求第1章绪论(2课时)1.1 引言1.2 机载激光雷达测量技术介绍1.3 地面激光雷达测量技术介绍1.4 车载激光雷达测量技术介绍1.5 发展趋势第2章地面三维激光扫描数据获取与精度分析（4课时）2.1 地面三维激光扫描仪的基本原理2.2 地面三维激光扫描数据外业获取2.3 地面三维激光点云误差来源与精度影响分析第3章地面三维激光扫描数据处理（8课时，4课时实践）3.1 点云数据噪声剔除3.2 点云数据的组织与索引3.3 点云数据配准3.4 点云数据的特征分析第4章机载三维激光扫描数据获取与精度分析(2课时)4.1 机载三维激光扫描仪的基本原理4.2 机载三维激光扫描数据外业获取4.3 机载三维激光点云误差来源与精度影响分析第5章机载三维激光扫描数据处理（6课时，2课时实践）5.1 机载三维激光扫描数据预处理5.2 机载三维激光扫描数据地面点滤波与数字地面模型获取5.3 机载三维激光扫描数据分类5.4 机载三维激光扫描数据特征提取与数字线画图获取第6章多源数据联合处理(6课时,2课时实践)6.1 地面三维激光扫描数据与近景影像配准6.2 机载三维激光扫描数据与航空影像配准6.3 基于机载三维激光扫描数据与航空影像的DOM制作第7章三维激光扫描数据应用（4课时,2课时实践）7.1 地面三维激光扫描数据处理系统介绍7.2 地面三维激光扫描数据典型应用介绍7.3 航空三维激光扫描数据处理系统介绍7.4 航空三维激光扫描数据典型应用介绍五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定。
地面三维激光扫描总结报告
地面三维激光扫描技术是一种以激光为载体进行的三维数据采集技术。
它通过利用激光发射器发射激光束，经过地面反射，激光能量被地物吸收，再由接收器接收反射回来的激光能量，根据时间差值、频率差值或相位差值来确定目标物的三维空间坐标，并将数据传输到计算机进行处理。
与传统的测量手段相比，地面三维激光扫描技术具有以下优点：
1. 高精度：激光扫描仪能够以非常高的精度和准确度获取地面数据，精度可达毫米级别，可为后续工程提供高质量的数据支持。
2. 实时性：通过激光扫描仪可以在很短的时间内获取目标地面的三维数据，采样速度最高可达每秒数十万个数据点，非常适合现场测量需求。
3. 安全性：激光扫描仪可以远距离获取地面数据，不需要人员接触目标地面，有效保障了现场工作的安全性，减少了工作人员的伤害风险。
4. 灵活性：激光扫描技术可以适应不同地形和地貌的测量需求，可快速实现点云数据采集和处理，方便数据的应用和进一步处理。
在工程应用方面，地面三维激光扫描技术具有广泛的应用价值。
它可用于建筑物立面测量、道路桥梁设计、隧道施工监测、城市规划与设计、水利工程巡查等多种领域，并得到了广泛的应用和推广。
随着科学技术的不断发展，地面三维激光扫描技术也在不断改进和提升。
目前，新型的激光扫描仪不仅扫描速度更快、精度更高，而且可以应用于更加复杂的地形和地貌。
未来，随着激光扫描技术的不断发展和普及，我们相信地面三维激光扫描技术将会在更加广泛的领域得到应用，为我们的科技进步和社会发展注入新的动力。
三维扫描仪使用手册来高科技（天津）有限公司目录第一章简介 (1)1.1三维扫描仪简介 (1)1.2公司简介 (1)1.3软件版权声明 (2)1.4三维扫描仪安全注意事项 (3)1.5三维扫描仪独特功能介绍 (4)1.6 概念、名词解释 (7)1.7 免责声明 (7)1.8 安全警告 (8)第二章操作说明 (9)2.1 推荐电脑配置 (9)2.2 线束连接方法 (9)2.3 软件安装 (10)2.4 扫描仪幅面调节 (21)2.5标定 (23)2.6 扫描前准备工作 (33)2.7 点云采集、处理及导出 (34)第三章界面功能介绍 (40)3.1工作界面 (40)3.2文件菜单 (41)3.3标定菜单 (44)3.4采集菜单 (45)3.6拼接菜单 (48)3.7工具菜单 (49)3.8 视图菜单 (58)3.9 帮助菜单 (59)第四章常见问题解答 (61)4.1 软件打不开 (61)4.2 光机不亮 (61)4.3 光机亮，但不能投射光栅 (61)4.4 相机打不开 (62)4.5 不能识别标记点 (62)4.6 采集不到点云 (62)4.7 点云拼接不上 (63)4.8 点云数据不好 (63)4.9 机器经常需要标定 (63)4.10 标定不成功 (63)第一章简介1.1三维扫描仪简介三维扫描仪，也称为三维立体扫描仪，3D扫描仪，是融合光、机、电和计算机技术于一体的高科技产品，主要用于获取物体外表面的三维坐标及物体的三维数字化模型。
该设备不但可用于产品的逆向工程、三维检测等领域，而且随着三维扫描技术的不断深入发展，诸如三维影视动画、数字化展览馆、服装量身定制、计算机虚拟现实仿真与可视化等越来越多的行业也开始应用三维扫描仪这一便捷的手段来创建实物的数字化模型。
通过三维扫描仪非接触扫描实物模型，得到实物表面精确的三维点云数据，最终生成实物的数字模型，不仅速度快，而且精度高，几乎可以完美的复制现实世界中的任何物体，以数字化的形式逼真的重现现实世界。
三维激光扫描仪汇总三维激光扫描仪，也被称为三维激光扫描系统，是一种能够捕捉并测量物体表面形状和对象几何特征的高精度测量仪器。
它通过使用激光束来扫描物体，并通过分析激光点云数据来生成三维模型。
三维激光扫描仪广泛应用于工业制造、建筑设计、文化遗产保护、地质测量、医学等领域。
下面将对三维激光扫描仪的原理、类型和应用进行详细介绍。
一、原理三维激光扫描仪的原理基于激光测距技术。
它通常通过发射激光束并测量激光束返回的时间来计算物体表面的距离。
激光束由发射器产生并聚焦到一个点，然后被反射回扫描仪接收器。
接收器测量激光束返回的时间，并根据时间和光速的关系计算出物体表面的距离。
通过在多个角度对物体进行扫描，可以得到物体的各个点的三维坐标数据，从而构建一个完整的三维模型。
二、类型根据扫描技术的不同，三维激光扫描仪可以分为接触式扫描仪和非接触式扫描仪。
接触式扫描仪需要物体与扫描仪直接接触，以便获取物体表面的数据。
这种扫描仪通常使用机械臂来控制激光头的运动。
非接触式扫描仪则不需要物体接触，通过激光束直接扫描物体表面。
这种扫描仪可以分为两类：光干涉式扫描仪和光视差式扫描仪。
光干涉式扫描仪使用干涉原理来测量物体表面的形状，它可以达到非常高的测量精度。
光视差式扫描仪则通过比较激光束在不同位置的视差来推断物体表面的形状。
三、应用三维激光扫描仪在各个领域都有广泛的应用。
在工业制造中，它可以用来对产品进行质量控制和尺寸测量。
例如，在汽车制造中，三维激光扫描仪可以用来检测车身的平整度和尺寸偏差。
在建筑设计和土木工程中，三维激光扫描仪可以用来对建筑物进行测量和建模。
它还可以用来进行建筑物的实时监测和变形分析。
在文化遗产保护方面，三维激光扫描仪可以用来对古建筑、雕塑和艺术品进行数字化保护。
在地质测量中，它可以用来获取地表的几何信息和地貌变化。
在医学方面，三维激光扫描仪可以用来进行面部重建和医疗器械的量身定制。
总结起来，三维激光扫描仪是一种非常重要的测量仪器，它可以帮助我们捕捉和测量物体表面的形状和几何特征。
