3d扫描仪数据处理

点云数据处理的整个过程包括点云数据的预处理、实体模型的建立、数据结果的输出等。

扫描得到的“点云”结果是包含点的三维坐标和颜色属性的点的集合，而建筑测绘所需的结果是由“线”和“面”组成的二维线条画。如何将三维点云转换成2D线条画是点云处理和应用的关键。将三维点云转换成二维线条画有几种方法：首先，在点云模型上直接测量建筑物的相关数据，按照传统的古建筑测绘方法绘制地图；二是截取点云的一部分，形成点云的“切片”，然后将“切片”导入相关软件，拟合后形成二维线图；第三，制作相对于建筑物某一区域的正射投影“点云”图，将正射投影图与照片颜色信息进行匹配，将其导入其他处理软件，然后将其“追踪”成二维线条画。此外，需要为建筑群体制作连续的正射影像图，具有特殊形状的建筑附属物可以用等值线图表示。

一般来说，三维扫描仪从一个方向扫描很难获得被扫描目标的完整点云数据，通常需要多次扫描才能反映出被扫描实体的信息，但每次扫描的地图都是以扫描仪位置为零点的局部坐标系，即每次扫描获得的点云数据的坐标系是独立的、不相关的。但实际上，每一个点云阵列数据都是扫描场景的一部分，因此有必要将这些点云数据转换到同一坐标系中，从而将得到的点云数据进行拼接和匹配。

在点云数据拼接过程中或在三维数据处理软件的运行过程中，必然要进行一系列的三维变换，如平移、旋转和缩放。为了以图像的形式表达扫描结果，从任意角度观察点云的任意部分，其实质是三维图形的变换和处理。一般来说，为了实现两幅扫描图像的拼接，前提是两幅扫描图像中应该有重叠部分，即目标物体的一部分应该在前后两次扫描中被扫描。一般来说，重叠部分应占整个图像的20-30%。如果重叠部分所占比例太小，很难保证拼接精度，如果比例太大，会增加扫描次数和拼接工作量。

为了对三维点云数据进行预处理，通常需要对采集的原始数据进行再处理，检查数据的完整性和一致性，对数据格式进行标准化，并对点云进行过滤。由于扫描仪在野外使用时工作环境复杂，特别是在施工现场工作时，施工机械的运动、人员的运动、树木和建筑物的遮挡、施工灰尘的影响以及扫描目标本身的不均匀反射特性，会导致扫描得到的点云数据中出现不稳定点和噪声点，这在扫描结果中是不理想的。这些点云数据应在后处理中去除。这个过程称为点云过滤，即数据预处理。

一般来说，如果初始同名点云数据重叠比较理想，只需要较少的点云搜索和计算工作就可以完成点云数据的精确拼接，否则需要大量的计算工作才能完成，叠加计算的次数也取决于设定的误差参考值。根据数据使用的需要，也可以完成拼接。