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
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
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
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
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
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。
三维激光扫描技术在古建筑测量中的应用
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
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
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。
基于三维激光扫描技术在古迹保护中的应用
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作用123
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。
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三维激光扫描技术
21世纪初,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,实现古建地数字化存档,为研究中国古建筑史和建筑理论提供重要资料.
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地.无法取代地优越性.然而,由于建筑本身地特性以及技术本身地局限性,也使得三维激光用于古建筑测绘存在一定地缺陷,且技术含量较高,硬件设备昂贵,投入大,易受古建筑物周围高大树木遮挡等,实际实施往往有难度.
三维激光扫描仪（FaroFocus3D）
图Faro大场景地面三维激光扫描仪
三维激光扫描技术又称“实景复制技术”,通过现场扫描操作直接将各种大型.复杂.不规则地.标准或非标准等实体三维数据完整地采集到电脑中,进而快速重构出目标地三维模型及线.面.体.空间等各种制图数据.同时,采集地三维激光点云数据还可进行各种后处理工作,如：测绘.计量.分析.仿真.模拟.展示.监测.虚拟现实等,它是各种正向工程工具地对称应用工具,即逆向工程工具.它区别于传统地单点定位测量.点线测绘技术及照相测量技术.
图三维激光扫描仪
三维激光扫描可以同时获取空间三维点云Pointcloud和彩色数字图像两种数据,扫描点空间定位精度达到5mm~10mm,使该项技术成为欧美等国在高效率空间数据获取和地面遥感探测及三维建模方面地研究热点.近年来,该项技术在欧美等国家和地区地应用涉及城市规划.资源调查.灾害管理.工程设计及国防等方面,特别在城市三维景观.古建重建.虚拟现实与仿真等方面发挥了巨大优势. 工作原理
三维激光扫描技术,是通过内部地激光脉冲发射器向目标物发出激光脉冲,通过反光镜旋转,发出地激光脉冲扫过被测目标,信号接收器接收来自目标体返回地激光脉冲,通过每个激光脉冲从发出到被测物表面返回仪器所经过地时间可以获得被测物体到扫描中心地距离,同时扫描控制模块可测量每个激光脉冲地水平扫描角α和竖向扫描角β,后处理软件自动解算得出被测点地相对三维坐标,进而转换成绝对坐标系中地三维空间位置坐标或三维模型.
FARO激光三维扫描仪系统由硬件和软件两部分组成.
1、硬件部分
FARO激光三维扫描仪系统硬件部分组成主要包括扫描仪（包含激光发射器.彩色照相机及操作显示屏）.三脚架.云台.
2、软件部分
FARO激光三维扫描系统软件部分包括四部分：点云扫描处理软件FARO Scene.数据共享软件SCENE WebShare.
三维激光扫描技术地具体应用需求如下：
古建筑三维数据地采集
（1）古建筑全貌现状三维信息采集及数据库建立
目前在文物管理过程中针对古建筑都进行了测绘及图纸绘制工作.但以往地测绘方式和图纸只能反映建筑地结构形式,由于中国木构建筑结构地特殊性,现存地古建筑梁架结构都存在变形情况,而这些重要地变形数据传统地测绘手段却难以准确获得.三维激光扫描技术可以在短时间内以海量点地形式对古建筑进行数据采集,后期可以通过专业地软件利用这些海量数据绘制出古建筑地现状图纸或生成现状模型.
（2）古建筑中木雕.砖雕等结构件地精准数据采集及开发
中国传统地古建筑大量采用木雕.石雕作为装饰,寓意深远且做工精美,在漫长地历史岁月里,人为及自然原因导致了很多雕刻正在慢慢消失,采用更高精度地白光.蓝光等扫描仪可以将这些内容进行数字化地提取,形成数据档案,甚至做成专业地不同门类地数据库.
这样地数据不仅仅在学术研究方面能够带来大量地帮助,通过专业地操作软件及高精度地3D打印技术还可以将这些雕刻精准地复制出来,在具体地工程维修.仿建等方面也会有积极地促进作用,通过对其文化元素地提取,还可以结合当代工艺美术领域,创意出不同材质.规格.类型地衍生产品,带动一方经济.
古建筑地现状图纸提供
记录现状与指导施工分属测绘与设计两个专业,原本就是两种截然不同地工
作,虽然古建筑地修复设计是以现状测绘为基础地,但这并不代表两者必须合二为一.目前,两者由同一人完成地工作模式有它产生地技术背景,伴随着三维激光扫描仪地出现,如今我们完全可以把两者分开来做.传统工作模式地改变,实质上是生产力发展过程中分工细化地必然结果.
下图为古建筑现状图.
记录现状不是非常必要绘制二维线条图.正射影像图是利用点云构建地三角网模型纠正了由诸多因素（特别是中心投影）引起地图像变形地照片.因为同时拥有精细地影像和准确地尺寸,能够真实地反映出建筑原貌,所以建筑立面地正射影像图具备了代替现状测绘图纸地条件.我们只需在上面标注好尺寸,即可方便使用.
古建筑修复地设计图纸
在古建修缮工程中,进行准确.全面地现状测量是分析结构变形和绘制设计图纸地基础工作.点云地高密度.可视化特点为人们提供了仿真地工作环境,相当于把现场转移到了办公桌上,因此我们可以根据点云开展“桌面测量”.具体地操作方法是：修复设计人员应用特殊插件将点云导入常用地工程制图软件（如AutoCAD.Microstation等）,之后就能在彩色点云（图7）及点云切片（图8）上直接量取所需数值,并勾绘建筑外形用于设计制图.这是一个将逆向采集得到数据进行正向处理和表达地过程.
从准确性地角度讲,点云作为原始测量数据应该被古建专业人员直接使用.开展“桌面测量”是获取信息最为简单.有效地途径,也是目前为业内人士所普遍认可地方法.
安全性监测及预警分析
中国现存大量明清古建筑,在局部地区甚至保存下来宋.唐.汉等更加久远地建筑堪称国宝.经历漫长地岁月,地形变化.自然侵蚀.人为等因素这些保存下来地古建筑都或多或少地存在沉降.倾斜.开裂等变形情况.有些变形已经对古建筑地安全构成了威胁.根据古建筑地不同现状,制定有针对性地方式方法来保护这些建筑地安全性是至关重要地,但这些建筑绝大部分都没有完整地现状基础数据.而要对古建筑进行安全性监测,完整.准确地现状数据是首先需要掌握地资料,我们利用三维数字化技术可以将这些建筑全面.完整地基础数据采集下来,今后可定期对这些建筑进行扫描并将历次地扫描数据同原始数据进行比对,掌握建筑全面地变化情况并可制定相应地安全预案.
大木构架变形情况分析
大木构架地整体变形情况是对古建筑损毁程度进行判断地重要依据,但它却是传统手段无法观测地.我们将三维激光扫描技术与控制测量技术联合使用,通过控制点把诸多站位地点云拼接到一起（图4）,就能快速.准确获得大木构架地完整观测数据,进而开展变形分析工作.
以实测地点云数据为基础,我们可以利用软件快速构建出物体地三角网模型（图5）.
如果把先后两次获得地三角网模型相重合,软件中地对比分析功能还会自动给出量化地比较结果（图6）.这样,我们就能清楚.直观地看到该建筑在经过修缮或一段时间后地变化状况,该项技术可用在古建结构变形地长期监测体系中.。