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激光雷达应用技术研究进展 被引量：73
1
作者 刘斌 张军 +3 位作者 鲁敏 滕书华 马燕新 张文广 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期117-122,共6页
随着激光成像雷达技术的快速发展,激光雷达三维点云数据在多个领域展现出良好的应用前景。本文首先概述了激光雷达的基本原理和性能优势,进而重点阐述了激光雷达在调查监测、建模测绘、探测测量、医疗、军事等各方面的实际应用。
关键词 激光雷达 点云数据 研究进展
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点云平面拟合在三维激光扫描仪变形监测中的应用 被引量：67
2
作者 蔡来良 吴侃 张舒 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2010年第5期231-232,共2页
本文分析了三维激光扫描仪在建筑物变形监测中的研究现状,利用点云数据平面拟合处理方法进行了建筑物变形监测应用研究。实验表明,该方法能较好地提高监测精度,更好地对建筑物进行整体形变分析。基于AutoCAD平台开发了数据处理系统,该... 本文分析了三维激光扫描仪在建筑物变形监测中的研究现状,利用点云数据平面拟合处理方法进行了建筑物变形监测应用研究。实验表明,该方法能较好地提高监测精度,更好地对建筑物进行整体形变分析。基于AutoCAD平台开发了数据处理系统,该系统能服务于变形监测,施工质量检验等领域。 展开更多
关键词 三维激光扫描仪 变形监测 点云 平面拟合 AUTOCAD
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徕卡三维激光扫描系统在建筑物精细建模中的应用 被引量：63
3
作者 朱曙光 何宽 周建郑 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第2期154-156,共3页
三维激光扫描技术作为一种新的测绘技术手段改变了传统的测量模式,利用三维激光扫描技术可以快速、高效、连续地获取海量的点云数据,通过处理可以快速得到被测目标的三维模型。本文主要结合徕卡Scan Station P40三维激光扫描系统介绍其... 三维激光扫描技术作为一种新的测绘技术手段改变了传统的测量模式,利用三维激光扫描技术可以快速、高效、连续地获取海量的点云数据,通过处理可以快速得到被测目标的三维模型。本文主要结合徕卡Scan Station P40三维激光扫描系统介绍其在复杂建筑物精细建模中的应用,通过对点云数据及建模精度分析,得出了有益的结论。 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云 数据处理 三维建模
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基于激光点云的大型文物景观三维重建方法 被引量：59
4
作者 赵煦 周克勤 +1 位作者 闫利 邓非 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期684-687,共4页
为了提高景观模型的可靠性,将球体标靶作为点云配准的约束条件,同时引入带有绝对坐标的标靶作为点云转入大地坐标系的起算数据,并将经过纠正的数字影像纹理映射到点云上,从而生成完整的三维景观。云冈石窟的试验证明了该方法的有效性。
关键词 激光扫描 点云配准 纹理映射 三维重建
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地面三维激光扫描点云的多站数据无缝拼接 被引量：54
5
作者 盛业华 张卡 +1 位作者 张凯 王永波 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期233-237,共5页
针对如何将多站分块扫描的点云无缝地拼接为一个整体以完整地表达扫描对象几何形态的问题,基于测量平差理论,提出了一种简单易行的多站扫描数据无缝拼接方法.首先根据与相邻前一扫描站相重叠的扫描区域内的同名标志点按附有限制条件的... 针对如何将多站分块扫描的点云无缝地拼接为一个整体以完整地表达扫描对象几何形态的问题,基于测量平差理论,提出了一种简单易行的多站扫描数据无缝拼接方法.首先根据与相邻前一扫描站相重叠的扫描区域内的同名标志点按附有限制条件的间接平差模型求取坐标转换参数,再对序列坐标转换参数按闭合条件进行加权误差分配,得到各站扫描点云的最终坐标转换模型,并依此坐标转换模型对各站扫描点云进行坐标变换,将它们统一到项目坐标系下,最终得到多站扫描点云的无缝拼接结果.对多站扫描的建筑物点云数据进行整体拼接实验,证明了本方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 三维激光扫描 坐标变换 点云 拼接 误差分配
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基于三维激光扫描仪的建筑物建模应用研究 被引量：53
6
作者 朱庆伟 马宇佼 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期31-35,共5页
为分析三维激光扫描仪在建筑物建模方面的精度,针对传统实测的建模方式,采用基于三维激光扫描理论技术对某建筑进行扫描,从其数据获取、数据分析处理,到获得该建筑物的表面三维模型的过程入手,对比、分析与传统测量的建模方法所获得模... 为分析三维激光扫描仪在建筑物建模方面的精度,针对传统实测的建模方式,采用基于三维激光扫描理论技术对某建筑进行扫描,从其数据获取、数据分析处理,到获得该建筑物的表面三维模型的过程入手,对比、分析与传统测量的建模方法所获得模型的精度及可靠性。结果表明,三维激光扫描仪所获得数据的精度完全达到了预期的要求,且可以大大节省数据建模的时间,突显了三维激光扫描技术的优势,也为三维激光扫描技术在其他领域的应用提供了科学参考。 展开更多
关键词 三维激光扫描仪 标靶球 点云数据 配准 建模
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激光扫描匹配方法研究综述 被引量：53
7
作者 宗文鹏 李广云 +2 位作者 李明磊 王力 李帅鑫 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期914-930,共17页
激光扫描匹配是利用激光雷达进行导航、定位与地图构建的基础,本文对各类激光扫描匹配方法进行了综述。将现有方法归纳为基于点的扫描匹配方法、基于特征的扫描匹配方法和基于数学特性的扫描匹配方法 3类,系统总结了相应类型的常见方法... 激光扫描匹配是利用激光雷达进行导航、定位与地图构建的基础,本文对各类激光扫描匹配方法进行了综述。将现有方法归纳为基于点的扫描匹配方法、基于特征的扫描匹配方法和基于数学特性的扫描匹配方法 3类,系统总结了相应类型的常见方法;对典型的算法及其改进算法进行了梳理,并指出了存在的主要问题和发展趋势;介绍了激光扫描匹配方法性能评价和对比的最新研究进展,最后,展望了激光扫描匹配技术未来的研究方向。 展开更多
关键词 激光扫描匹配 点云配准 同步定位与地图构建 激光雷达
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基于激光点云数据的岩体结构面全自动模糊群聚分析及几何信息获取 被引量：52
8
作者 刘昌军 丁留谦 孙东亚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期358-364,共7页
岩体结构面的优势产状和几何信息是评价岩体结构面发育的重要指标,而传统的罗盘测量方法往往无法测量高陡边坡和危险边坡,且无法精确获取岩体结构面几何信息等。三维激光测量技术可以远距离获取裸露岩体坡面的高精度三维激光点云数据,... 岩体结构面的优势产状和几何信息是评价岩体结构面发育的重要指标,而传统的罗盘测量方法往往无法测量高陡边坡和危险边坡,且无法精确获取岩体结构面几何信息等。三维激光测量技术可以远距离获取裸露岩体坡面的高精度三维激光点云数据,进而可获取结构面的几何信息和实现全自动模糊群聚统计分析。对高精度激光点云数据进行三角网重构,计算重构的三角网平面方程的法向向量及产状,利用模糊C平均群聚方法对结构面产状进行群聚分类,并采用不同颜色表示结构面的群聚分类结果。在此基础上应用IDL语言编制基于海量激光点云数据的岩体结构面自动统计分析软件FSS,将该方法应用于怀柔桥梓镇一裸露岩石边坡结构面优势产状的统计分析中,统计结果表明,该方法具有快速和远距离测量的优点,且结构面群聚分类结果可靠、合理。 展开更多
关键词 岩石力学 三维激光扫描 岩体结构面 激光点云 坐标转换 模糊群聚
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一种基于特征提取的点云自动配准算法 被引量：47
9
作者 黄源 达飞鹏 陶海跻 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期242-248,共7页
针对在不同视角下所获得的三维点云数据,提出了一种基于特征提取的点云自动配准算法。算法根据点云在不同半径内的法向量变化度来提取特征点,综合利用点云局部点的三种几何特征搜索匹配点对。通过利用距离约束条件来获取准确匹配点对并... 针对在不同视角下所获得的三维点云数据,提出了一种基于特征提取的点云自动配准算法。算法根据点云在不同半径内的法向量变化度来提取特征点,综合利用点云局部点的三种几何特征搜索匹配点对。通过利用距离约束条件来获取准确匹配点对并计算初始配准参数。精确配准阶段采用改进的迭代最近点(ICP)算法完成二次拼接。实验结果表明,与传统ICP算法相比,该算法在运行时间与精确度上都有着明显的提升。 展开更多
关键词 激光光学 点云配准 法向量变化度 最近点迭代
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多源点云数据融合的建筑物精细化建模 被引量：46
10
作者 王树臻 郑国强 +3 位作者 王光生 胡玉民 张德怀 亓伟 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第8期28-32,38,共6页
三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型... 三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备,利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑,通过ICP算法完成点云精细匹配,实现多源点云数据融合建模;对比单一建模方法模型,从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明,融合建模模型纹理清晰,几何结构完整,模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值,接近三维激光扫描模型。 展开更多
关键词 倾斜摄影测量 三维激光扫描 ICP算法 点云匹配 融合建模
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基于整体最小二乘的地面激光扫描标靶球定位方法 被引量：44
11
作者 鲁铁定 周世健 +1 位作者 张立亭 官云兰 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第4期102-105,共4页
通过分析标靶球定位的最小二乘定位方法及其存在的问题,提出了一种地面激光扫描标靶球定位的整体最小二乘标靶球定位方法,并推导给出了两种整体最小二乘解算法,该方法可同时考虑系数矩阵误差的影响。利用真实数据进行验证的结果表明:整... 通过分析标靶球定位的最小二乘定位方法及其存在的问题,提出了一种地面激光扫描标靶球定位的整体最小二乘标靶球定位方法,并推导给出了两种整体最小二乘解算法,该方法可同时考虑系数矩阵误差的影响。利用真实数据进行验证的结果表明:整体最小二乘法比最小二乘法能够得到精度更高的解算结果,有利于提高标靶球体定位的准确度。 展开更多
关键词 地面激光扫描 标靶球 拟合 点云 整体最小二乘
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基于地面激光雷达点云数据的森林树高、胸径自动提取与三维重建 被引量：43
12
作者 骆钰波 黄洪宇 +2 位作者 唐丽玉 陈崇成 张浩 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第2期243-252,共10页
针对亚热带环境条件下森林树高、胸径自动化提取精度较低、单木形态模拟较为困难的问题,提出基于地面激光雷达点云数据提取森林树高、胸径及重建森林场景三维模型的方法。首先采用变尺度地面点识别法获取地面点并构建DEM。然后根据树木... 针对亚热带环境条件下森林树高、胸径自动化提取精度较低、单木形态模拟较为困难的问题,提出基于地面激光雷达点云数据提取森林树高、胸径及重建森林场景三维模型的方法。首先采用变尺度地面点识别法获取地面点并构建DEM。然后根据树木主干点云主方向相似度及轴向分布密度分割主干与其他植物器官点云。接着以主干点云为基础,采用迭代最小二乘拟合圆柱的方法自动提取树木位置、胸径;构建点云的八叉树结构,利用体素的空间邻接性实现点云分割,自动提取树高。最后,结合单株植物建模技术,以树根节点为纽带构建样地尺度上的森林场景三维模型。实验结果显示,胸径估测R^2为0.996,平均相对误差为2.09%,RMSE为0.66 cm;树高估测R^2为0.972,平均相对误差为2.16%,RMSE为0.92 m;所重建的森林场景三维模型可表达森林样地的真实形态。 展开更多
关键词 地面激光雷达 树高 胸径 点云分割 三维重建
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基于激光点云精确定位的输电线路无人机自主巡检系统研究 被引量：43
13
作者 彭福先 张玮 +3 位作者 祝晓军 罗明 董峰 荣玉 《智慧电力》 北大核心 2019年第7期117-122,共6页
为了实现输电线路无人机全自主巡检,减少手动飞行控制操作,本研究实现了一种基于激光点云精确定位的无人机自主巡检系统,通过高精度三维激光点云数据实现航线自主规划、自主生成,从而实现无人机全过程无人化巡检作业飞行。试验结果表明... 为了实现输电线路无人机全自主巡检,减少手动飞行控制操作,本研究实现了一种基于激光点云精确定位的无人机自主巡检系统,通过高精度三维激光点云数据实现航线自主规划、自主生成,从而实现无人机全过程无人化巡检作业飞行。试验结果表明,基于激光点云精确定位的无人机在自主巡检飞行过程中,具备空间碰撞检测与自动壁障能力,有效保证无人机飞行安全,降低电网潜在风险,提高输电线路巡检效率和运行可靠性,为后续输电线路巡检探索提供新的发展方向。 展开更多
关键词 输电线路巡检 无人机巡检 激光点云 自主飞行
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地面三维激光扫描点云拼接影响因素分析 被引量：40
14
作者 徐辛超 徐爱功 于丹 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2017年第2期14-18,共5页
在地面三维激光扫描仪进行三维建模过程中,需要对不同测站的点云进行拼接。为了提高不同测站点云拼接精度,本文开展了球形标靶表面扫描点数量、标靶的分布和数量及扫描距离4个因素对三维激光扫描仪不同测站下点云拼接精度的影响研究。... 在地面三维激光扫描仪进行三维建模过程中,需要对不同测站的点云进行拼接。为了提高不同测站点云拼接精度,本文开展了球形标靶表面扫描点数量、标靶的分布和数量及扫描距离4个因素对三维激光扫描仪不同测站下点云拼接精度的影响研究。采用法如(FOCUS)三维激光扫描仪开展了不同扫描分辨率、不同标靶数量、不同标靶分布和不同距离下的点云拼接试验,并采用SENCE软件对点云进行了拼接精度分析。试验结果表明,选择两测站的标靶表面的扫描点数量大致相等,并将4个标靶作为连接点,且放置在不同高度不规则排列时,点云拼接的精度最优。 展开更多
关键词 三维激光扫描仪 点云 拼接 球形标靶 球心拟合
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基于地面激光雷达点云数据的单木三维建模综述 被引量：40
15
作者 黄洪宇 陈崇成 +1 位作者 邹杰 林定 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期123-130,共8页
对利用野外树木激光扫描获取的海量点云数据来提取树木几何与拓扑特征并以此来构建树木三维模型的方法进行综述。在总结基于激光点云的树木建模基本原理和步骤的基础上,围绕单树点云数据的分割、树枝骨架的提取与优化、单木模型的表面... 对利用野外树木激光扫描获取的海量点云数据来提取树木几何与拓扑特征并以此来构建树木三维模型的方法进行综述。在总结基于激光点云的树木建模基本原理和步骤的基础上,围绕单树点云数据的分割、树枝骨架的提取与优化、单木模型的表面重建等主要过程,对各种具体实现技术或方法进行分类、分析和评价,最后对生成的树木模型的精度和未来的技术发展趋势进行简要分析。 展开更多
关键词 激光扫描仪 激光雷达 点云 树木形态 三维树木建模 信息提取
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基于激光扫描和SFM的非同步点云三维重构方法 被引量：39
16
作者 陈辉 马世伟 Andreas Nuechter 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1148-1157,共10页
室外场景具有测量数据量大、扫描数据易重叠及建筑物表面信息复杂等特点,单靠激光扫描方法能够获得场景精确的深度信息,但缺乏颜色和纹理信息,利用从运动中恢复结构(SFM)方法可获得丰富的彩色信息,但重构精度不高,若将两种设备固定进行... 室外场景具有测量数据量大、扫描数据易重叠及建筑物表面信息复杂等特点,单靠激光扫描方法能够获得场景精确的深度信息,但缺乏颜色和纹理信息,利用从运动中恢复结构(SFM)方法可获得丰富的彩色信息,但重构精度不高,若将两种设备固定进行在线实时同步测量,易受到测量环境和系统制约不易实现。针对此问题,提出了一种基于激光扫描和SFM结合的非同步点云数据融合的三维重构方法。首先,提出利用手动选择控制点进行7自由度初始配准,再利用迭代最近点(ICP)算法对初始配准结果进行精确配准,最后利用最近点搜索算法将分布在经基于面片的多视图立体视觉(PMVS)算法优化后的SFM数据中的颜色信息与激光扫描的点云坐标进行融合。实验结果和数据分析显示,本文的方法能有效地将激光扫描与SFM点云数据进行融合,实现了室外大场景的三维彩色重构。 展开更多
关键词 3D激光扫描 SFM 点云配准 数据融合 三维重构
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基于激光点云与图像信息融合的交通环境车辆检测 被引量：39
17
作者 郑少武 李巍华 胡坚耀 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期143-151,共9页
随着无人驾驶汽车的快速发展,仅依靠单一传感器的环境感知已经无法满足车辆在复杂交通场景下的目标检测需求。融合多种传感器数据已成为无人驾驶汽车的主流感知方案。提出一种基于激光点云与图像信息融合的交通环境车辆检测方法。首先,... 随着无人驾驶汽车的快速发展,仅依靠单一传感器的环境感知已经无法满足车辆在复杂交通场景下的目标检测需求。融合多种传感器数据已成为无人驾驶汽车的主流感知方案。提出一种基于激光点云与图像信息融合的交通环境车辆检测方法。首先,利用深度学习方法对激光雷达和摄像头传感器所采集的数据分别进行目标检测;其次,利用匈牙利算法对两种目标检测结果进行实时目标跟踪,进而对两种传感器检测及跟踪结果的特征进行最优匹配;最后,将已匹配及未匹配的目标进行择优输出,作为最终感知结果。利用公开数据集KITTI的部分交通环境跟踪序列及实际道路测试来验证所提方法,结果表明,所提融合方法实时车辆检测精度提升12%以上、误检数减少50%以上。 展开更多
关键词 激光点云 信息融合 环境感知 车辆检测
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基于激光点云数据的客家土楼三维建模 被引量：37
18
作者 化蕾 黄洪宇 +1 位作者 陈崇成 黄淑华 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第1期115-122,共8页
传统测量方法难以获得完整准确的几何信息,且在测量过程中对文化遗产的频繁接触也存在造成文化遗产损害的隐患。利用地面激光扫描技术开展了客家土楼真实感、精细化三维建模的应用研究。首先,在现场点云数据采集的基础上提出了基于点云... 传统测量方法难以获得完整准确的几何信息,且在测量过程中对文化遗产的频繁接触也存在造成文化遗产损害的隐患。利用地面激光扫描技术开展了客家土楼真实感、精细化三维建模的应用研究。首先,在现场点云数据采集的基础上提出了基于点云数据的客家土楼三维高精度重建的具体过程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和分站处理、构件轮廓线提取、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行了详细论述。另外,对建模过程中纹理优化处理这一难点进行分析探讨,给出具体解决途径。应用结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的客家土楼精确化、真实感建模,为客家土楼建筑文化遗产未来的开发与保护过程的损害情况监测、恢复重建和虚拟展示等提供了高精度的数据基础。目前,技术方法已应用于世界遗产地—福建客家土楼的数字化旅游信息服务中,成效明显。 展开更多
关键词 地面激光扫描 点云 客家土楼 三维建模 纹理优化
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基于点云数据的复杂建筑体真三维建模与应用 被引量：37
19
作者 何原荣 郑渊茂 +1 位作者 潘火平 陈鉴知 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第6期1091-1099,共9页
传统建筑物三维建模方法费时费力、精度低、采用接触式测量,且仅能获得建筑物少量特征点及线状数据。与传统测量方法相比,地面三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanner,TLS)方法可快速、高效、非接触式地获取建筑物表面高精度三维信... 传统建筑物三维建模方法费时费力、精度低、采用接触式测量,且仅能获得建筑物少量特征点及线状数据。与传统测量方法相比,地面三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanner,TLS)方法可快速、高效、非接触式地获取建筑物表面高精度三维信息,因此其较传统建筑物三维建模方法优势显著。以古田会议旧址为研究对象,首先介绍了研究目标的主要特征以及点云数据采集方案;其次以高复杂度建筑物建模为需求出发,详细阐述了点云数据预处理及建筑物三维模型重建相关核心技术及方法;并重点讨论了与其相关的点云数据配准拼接、去噪简化、二维轮廓线提取、三维实体重建;最后实现古田会议旧址高复杂度三维几何模型重现,并采用先进的3D打印技术按1∶40比例尺制作3D打印点云数据的微缩模型。通过与实地测量数据对比分析得知,采用地面三维激光测量方法采集点云数据的建筑物建模精度优于传统测量方法。此研究成果可应用于古田会议旧址等文化遗产的文物修复、变形监测、虚拟重现等方面。 展开更多
关键词 地面三维激光扫描 点云 古田会议旧址 复杂建筑 三维建模 3D打印
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三维激光扫描仪在建筑物立面测量中的应用 被引量：36
20
作者 谢武强 宋杨 +1 位作者 王峰 罗峰 《城市勘测》 2013年第1期12-14,20,共4页
三维激光扫描是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,在建筑物立面测量领域,可实现对建筑物无接触性的快速扫描,同时将获得的点云信息快速转换成计算机可以处理的数据的高效测量方式。本文结合广州市对口扶贫"名村名镇建设",... 三维激光扫描是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,在建筑物立面测量领域,可实现对建筑物无接触性的快速扫描,同时将获得的点云信息快速转换成计算机可以处理的数据的高效测量方式。本文结合广州市对口扶贫"名村名镇建设",提出了基于三维激光扫描技术的立面测量生产流程,并开展了一系列建筑立面测量项目,取得了较好的成效。 展开更多
关键词 三维激光扫描 建筑立面 点云
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