三維掃描技術(shù)，又稱實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是一種集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)，多傳感器集成和多種測(cè)量原理為一體的綜合性對(duì)地高新測(cè)量技術(shù)。

該技術(shù)在不接觸被測(cè)物體表面的情況下，利用激光測(cè)距原理，通過記錄被測(cè)物體表面大量密集點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。

因此，可用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字模型，三維激光掃描儀是該技術(shù)的典型應(yīng)用。

三維激光掃描儀主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)尺寸及色彩進(jìn)行掃描，掃描結(jié)果直接顯示為點(diǎn)云（Point cloud），即無(wú)數(shù)的點(diǎn)以測(cè)量的規(guī)則在計(jì)算機(jī)里呈現(xiàn)物體的結(jié)果。

點(diǎn)云既是龐大的三維坐標(biāo)點(diǎn)，也是一種具有三維信息的空間模型，既能直觀表達(dá)物體的實(shí)際形態(tài)，又能完整復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景。

相對(duì)于傳統(tǒng)的土石方測(cè)量方法，如GNSS RTK測(cè)量、全站儀測(cè)量等方法，利用三維激光掃描技術(shù)獲取的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可快速建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的場(chǎng)景的三維可視化模型，省時(shí)省力，具備采集速度快、密度大、精度高、非接觸和測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

在新世紀(jì)初，三維激光掃描儀引進(jìn)國(guó)內(nèi)，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，其應(yīng)用現(xiàn)已遍布測(cè)繪、土木工程、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、三維城市建模及文物保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。

按照載體的不同，三維激光掃描系統(tǒng)可分為便攜式、機(jī)載、車載、地面測(cè)量等類型。而三維激光掃描系統(tǒng)，則包含數(shù)據(jù)采集的硬件部分和數(shù)據(jù)處理的軟件部分。

其中，在控制測(cè)量硬件應(yīng)用中，集成有多種傳感器，用于為激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)和定向提供依據(jù)。

三維激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，由于受到測(cè)量設(shè)備和環(huán)境的影響，建筑物完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)往往需要在不同位置、不同視角的掃描獲得，再對(duì)這些點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)齊拼接以減小測(cè)量誤差，這就是點(diǎn)云配準(zhǔn)。

例如，在標(biāo)配的傳感器器件中，三維激光掃描儀通常會(huì)內(nèi)置有電子羅盤及GPS部件，可為快速拼接提供及時(shí)的參考位置信息。

例如，在實(shí)際應(yīng)用中，為適應(yīng)不同的場(chǎng)景，可將電子羅盤與GNSS-RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)結(jié)合，通過電子羅盤指北定向，結(jié)合RTK定位，實(shí)現(xiàn)初始定位定向，隨后結(jié)合內(nèi)業(yè)拼接軟件，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精拼接。

此外，在外業(yè)定向測(cè)量中，控制點(diǎn)坐標(biāo)在被存儲(chǔ)的同時(shí)，可與內(nèi)置傾角傳感器提供的傾斜補(bǔ)償信息，共同為現(xiàn)場(chǎng)采集的點(diǎn)云進(jìn)行位置定位，提供高精度的坐標(biāo)值，進(jìn)而大幅提升點(diǎn)云測(cè)量及自動(dòng)拼接精度。

未來(lái)，三維激光測(cè)量的技術(shù)還需要進(jìn)行不斷的探索，增加原始精確度，減少在測(cè)量過程中產(chǎn)生的誤差，最終完成完全真實(shí)的實(shí)景三維重現(xiàn)。

在測(cè)量精度提升及多種傳感器集成方面，應(yīng)盡可能減小誤差并提供多種測(cè)量功能，例如GPS、羅盤、數(shù)據(jù)傳輸、傾角、拍照等，才能更好地滿足實(shí)際需要。