三維激光掃描數(shù)據(jù)處理操作說明中國地質(zhì)大學三峽中心鐘成2015年12月配置要求掃描要求：密度高，掃描全面，站間重疊度高。系統(tǒng)配置：XP系統(tǒng)，32位，有D盤盤符。軟件安裝：ILIRS-3D軟件包（綠色）polyworks_10_0_3_32bit.exe,chanzhuang.exe和配套庫，GeomagicStudio10,TexCapture1.1。Matlab10.0數(shù)據(jù)預處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)導入打開ILIRS-3D軟件包中Parser中Parser.exe,界面如圖2.1.1：圖2.1.1點擊Add找到筆記本中存儲掃描數(shù)據(jù)的文件夾:圖2.1.2出現(xiàn)以下界面：圖2.1.3工具欄中放大縮小按鈕可用于觀察掃描范圍。基本設(shè)置然后點擊setting對解壓過程進行設(shè)置，出現(xiàn)如2.1.4界面。

圖2.1.4其中，Outputfile界面，主要設(shè)置輸出路徑和格式。默認路徑在保存點云文件夾下，不用改。默認選擇PIF格式，24-bittexture，也就是有顏色信息的點云，如果是8-bitscaled則是點云強度信息。PIF格式是polyworks支持的格式。如果選擇XYZ格式，則以ASCII碼形式輸出，也可以定義是否需要輸出顏色信息。該格式可直接被Geomagic打開。圖2.1.5顏色設(shè)置然后，在最左邊列表里選擇ColorChannel，出現(xiàn)如下界面:

圖2.1.6選中”三三二三「三，二r二二三TextureImageFile:默認的在 三水布坡「十二二二二二二會出現(xiàn)相應的照片信息，如果沒有，則檢查存儲掃描數(shù)據(jù)的文件夾里是否有照片文件。TextureCalibrationParameterFile:在口:傳業(yè)軟件ULIR占一孫10384sm嶗6而日m,td匚口里，默認是沒有文件內(nèi)容的，點擊，到“ILIRS-3D”軟件包，找到文件“10384CameraCalParam.txt”即可。平移參數(shù)設(shè)置然后在最左邊列表里選擇PantiltTransform，出現(xiàn)如下界面:

圖2.1.7圖2.1.7按順序選中0ApplyPan-tiltTransform(StaticMode)回HppbPmn-tiltMnd.PmrmmetErwPan-tiltModelParam.File:點擊? L到“ILIRS-3D”軟件包，找到文件“120111PanTiltCalParam.txt”即可。最后點擊，保存上述所有設(shè)置?？?。最后點擊，保存上述所有設(shè)置。執(zhí)行解壓轉(zhuǎn)換回到主界面。點擊，等待執(zhí)行完成。若還要繼續(xù)解壓新的數(shù)據(jù)包，則先點擊一曬空一回到主界面。點擊，等待執(zhí)行完成。若還要繼續(xù)解壓新的數(shù)據(jù)包，則先點擊一曬空一，再點擊，開始新的過程。也可在Add時，添加多個數(shù)據(jù)包，那么在Setting時需要分別對每個數(shù)據(jù)包進行設(shè)置，然后點擊IP邢?執(zhí)行，完成后，點擊?供他年川口刪除全部。數(shù)據(jù)瀏覽打開PolyWorks10.0得到如下界面:

圖2.1.8，等待打開IMInspect,,含PulyWorks/IMInspect-Untitled(C:\DocumentsarLdSettings\Aiiministrator\LocalSettingskTempkt...-□X2▼LWidth2UntitledidiDataReteren>2eroiritssonPointE司寫Flush圖2.1.8，等待打開IMInspect,,含PulyWorks/IMInspect-Untitled(C:\DocumentsarLdSettings\Aiiministrator\LocalSettingskTempkt...-□X2▼LWidth2UntitledidiDataReteren>2eroiritssonPointE司寫Flush也Gap

ProfileMeaEui'emeritEReporteItems咒Layoute圖2.1.9點擊File-ImportdataNeutral/InnovMetric(PIF),如圖:

XF口lyW口rks/IMInspect-Untit1ed(C:\DocwTieritsandSettings\A(FileViewSelectEditFeabn-eAllgnCompai_eMeasureReportCKewFrojectOpenProject...Ctrl+0J叱后青噂田工ImportData ?IMAlietlProject...3DDigitizedDatasets...ImportReference ?ImportPrimitives ?ImportObjects ?Nwutiral/工rtl口vMetricCPIF)...留犧PointCloudfromTextFile...PointCloudfromIGESFile...f.t口af ； STLrointCloudtrombm^y^.TL...SaveFroject Ctrl+SSaveFrojectAs...ConfigiireforIM￥i.ewProbePointCloud...ProbeEuijndaryPointCloud...ExportObjects ?fleeentFiles ?Kt；cent.Frojects ?Featixres...PolygonalModel...Exit1圖2.1.10找到之前解壓縮到位置，打開后綴為.PIF的文件，并進行如下顯示設(shè)置:玄PolyWorks/IMInspect-Urrtitled*(C:\DocuinentsandSettings\Admin:PolyWorks/IMInspect-Untitled*{C:\,DocumerrtsandSettings\AdminView,SelectEditFeature奉ignCompareMeas^eReportConfigColor ?Pose ?Visibility ?a自■mlFrontFace ?BackFace ?__*-T浜 YAnnotation ?Axes ?BoundingBoxPolyWorks/IMInspect-Untitled*{C:\,DocumerrtsandSettings\AdminView,SelectEditFeature奉ignCompareMeas^eReportConfigColor ?Pose ?Visibility ?a自■mlFrontFace ?BackFace ?__*-T浜 YAnnotation ?Axes ?BoundingBoxEnvironmentMapping ?GridLights ?PointerCoordinatesHigh-Qu：alityTi-：ari.5parericyData/ReferenceDefaultStatic ?FlatFlat+WireframeCtrl+FCtrl+LData/Re￡erenceDefaultDynamic?HugeData ?*FoinCtrl+PCross-Section ?SmoothWireframeCtrl+GCtrl+WF- > -|FeatureControls1/1ir 1：Oft1/4想5DeviceSelectaDevice▼J|-1/161/64Displaysal：objectsas3Dpoints-Untitled*(C:\DocumentsandSettings\AdministraReportConfigWineAnnotationFlatCtrl+Shift+FCtrl+Shift+PCtrl+Shift+GCtrl+Shift+WVisibilityFrontFaceDoujidingBoxEnviroiunentMappingPointerCoordinatesHigh-Qu：alityTrariEparencyData/ReferenceDefaultStaticferenceDefaultDyriainicBoundingEoxLtrl+Shift+BHugeDataFlat+WireframeCtrl+Shift+LSmoothWireframe：FileViewSelectEditFea.tm-eAlignComp：=LreMeasm_eRepnrtContiginC.olor >DefaultObjectPoie ?Visibility 卜蓑洪A的Point/TextmeFrontFace ?BackFace >ErrorMapDefa-ultMaterial...ArLTiutation ?InterfaceColors...圖2.1.11即對全局，靜態(tài)和動態(tài)顯示均設(shè)置為point，如果數(shù)據(jù)量過大，則顯示密度可選為1/4，1/16等。

AFSize1 ▼LWidth2 ▼工具欄最右邊的PSize設(shè)置為1.最終，選中3DScene,AFSize1 ▼LWidth2 ▼工具欄最右邊的PSize設(shè)置為1.最終，選中3DScene,顯示效果如圖2.1.12。在該窗口中，按住滾輪移動鼠標，實現(xiàn)平移，左鍵實現(xiàn)三維旋轉(zhuǎn)，按住右鍵實現(xiàn)放大縮小。如果數(shù)據(jù)看不見，選中數(shù)據(jù)，右鍵菜單選擇View-》CentreonScreen數(shù)據(jù)配準如果僅需要單站掃描數(shù)據(jù)，本步驟可以忽略，如果掃描目標很大，需要將多站數(shù)據(jù)融合才能完整描述，則需要執(zhí)行本操作。數(shù)據(jù)導入在polyworks主界面，點擊左邊第一個按鈕，打開IMAlign。

0PulyWorks/WorkspaceMmager(W) -HX：FileEditConfigWindowHelp同"好我q0可生國同 |7IorSt：ii-tIMAlign| ▼平0UntitledUntitiedIHAIigriProje>:tsjQUntitiedFolygon：alModeleIHEditProje-ztsIHInspectProjectsIHTentureInputFiles3DDigitizedIiatasetE±qingji：±ng3Ii_02_taskl31_sectionl.pf

qingji：ang3Il_02_taskl32_Ee>ztion!.p￡

***；-二 二： onri'--1__i_ioo___x；__1_r杏UntitiedSt：=ltte工MAlign圖2.2.1圖2.2.2選擇Config-Digitizer得到IMAlign主界面如圖2.2.2,保持選中3DScene。

圖2.2.2選擇Config-Digitizer得到掃描儀設(shè)置界面，我們的設(shè)定如圖2.2.3：圖2.2.3得到掃描儀設(shè)置界面，我們的設(shè)定如圖2.2.3：然后，設(shè)置顯示設(shè)置如2.1.6節(jié)。從File-Importimages—mportOptech(PIF)打開需要配準的多個文件包。一個文件包里含有的多個文件屬于同一個掃描站，不需要配準，如果這些文件不能對齊，表明是解壓縮時沒有設(shè)定平移參數(shù)，請參閱2.1.4節(jié).。PolyWorks/IMAlign-Untitled(C:\DocumentsandSettings\Administr&-FileViewSelectEditImaEeAlienCuntieWindowFin于insHelp：上"ITewProject；f5i0l，erLFroject...Ctrl+0ImportFroject...(一ImportImagesnImportFolygurialMcidtjl...、ImportReferHnceFuintsNoDataMode_即SaveFroject Ctrl+SLSaveFrojertAs...SaveSelectedImages...首先會出現(xiàn)如下界面：圖2.2.4首先會出現(xiàn)如下界面：無論選擇Yes或No,都可對細分角度和密度進行設(shè)置，請選擇Yes,并按圖2.2.5設(shè)定參數(shù)。圖2.2.5彈出界面如圖圖2.2.6點擊CloseWizard，關(guān)掉向?qū)?。在界面（圖設(shè)定參數(shù)。圖2.2.5彈出界面如圖圖2.2.6點擊CloseWizard，關(guān)掉向?qū)?。在界面（圖2.2.7）上保持默認設(shè)置，點擊OK,將數(shù)據(jù)依次導入。然后再重復上述過程，導入另一站點的數(shù)據(jù)。圖2.2.7需要注意，因為采用較大的間隔，數(shù)據(jù)顯示效果不如在IMIspect界面中。同時調(diào)入兩站數(shù)據(jù)之后，如圖2.2.8：圖2.2.8數(shù)據(jù)配準首先在左邊treeview里將數(shù)據(jù)分組，將每一站點數(shù)據(jù)編為一組。按住Crtl鍵鼠標連續(xù)點中第一組數(shù)據(jù)，在右鍵菜單選擇edit->Goup，完成編組。AP口lyWorks/IM1ign-Untit1ed*(C:\DocumentsandSettings\Aiiriinistrator\LocalSettings\TempXtt：File—iew以1±」七Edit工m』geAlignConfigWindowFlu^-insHelpLockHugeTr：aiiElationDeleterolygon：alModelsG1ob：ilReferen>2ePointEGroupUngroupZMin...PointsQ)qingji：aiig3H_S02_taskl76_eectionl(2)qingji：aiig3H_S02_taskl77_eectionl(3)qinsii：ans3HS02tasklTQeectionltaskl28sectionltaskl28sectitasklZQsectitasklSOsectiCtrl+Shit++LUnlockCtrl+Shift+OCtrl+Shift+ECtrl+Shift+UShi￡t+Ilel圖2.2.9編組結(jié)果如圖2.2.10:Tree￥iew-3UntitledB■■LockHugeTr：aiiElationDeleterolygon：alModelsG1ob：ilReferen>2ePointEGroupUngroupZMin...PointsQ)qingji：aiig3H_S02_taskl76_eectionl(2)qingji：aiig3H_S02_taskl77_eectionl(3)qinsii：ans3HS02tasklTQeectionltaskl28sectionltaskl28sectitasklZQsectitasklSOsectiCtrl+Shit++LUnlockCtrl+Shift+OCtrl+Shift+ECtrl+Shift+UShi￡t+Ilel圖2.2.9編組結(jié)果如圖2.2.10:Tree￥iew-3UntitledB■■iO：iS】ibgr口up10-4^(4)qingji：”l&工i_S。l_taskl28_eectionl由…裔，(5)qingjiang3D_S0l_taskl28_sectionlC2)由…^,(6)qingjiar電31_￡口l_taskl29_eectionl(2)由…香仃)Qingjiang3D_S0l_taskl30_sectionlC2)Subgroup2?■..由田^\后(1)qingjiang3D_S02_taskl76_eectionl(2)qingjiang3D_S02_taskl77_sectionl(3)qingji：iTLg3Il_SLl2_taskl7S_eectionlFijlygorL：±lMadelsGlobalReferenceHugeTr：iTLElationFoiritE圖2.2.10然后選擇Align->Splitview,在彈出的向?qū)Э蚶镞x擇CloseWizard,在視圖里保持3DScene,顯示結(jié)果如圖2.2.11。PolyWorks/IMAIign-Untitled*(C:\DocumentsandSettings\Administrator\LocalSettings\Temp\tmp\poly_756_5772l_pwk\tmp_pwk\Untit1....J；UntitledSubgroup1PolyWorks/IMAIign-Untitled*(C:\DocumentsandSettings\Administrator\LocalSettings\Temp\tmp\poly_756_5772l_pwk\tmp_pwk\Untit1....J；UntitledSubgroup1(6)qingji：mg3D_仃)qingjiang3D_Subgroup2￡(1)qirigjiang3D_n.(2)qirigjiang3D_I*(3)qingjiang3D_PolygonalModelsGlcihalReferencePo圖2.2.11.圖2.2.11分別將兩組數(shù)據(jù)顯示在不同視圖，便于分別選擇特征點。此時可以分別在視圖內(nèi)調(diào)整點云的顯示狀態(tài)，使得便于觀察和后續(xù)選擇特征點。其操作如2.1.6所述。然后選擇Align->NPointPairs,在彈出的向?qū)Э蚶镞x擇CloseWizard,在視圖里保持3DScene狀態(tài)，此時鼠標圖標變成一支筆，可以分別在兩幅視圖中依次點選特征點。需要瀏覽視圖時,敲擊空格鍵實現(xiàn)瀏覽與點選功能的切換。如果要退出該模式，直接按ESC鍵。

圖2.2.12.由于數(shù)據(jù)的特點，不需要非常精確的選中同名特征，位置基本準確即可，最少選中三對點，要較全面的覆蓋數(shù)據(jù)范圍。最后點擊鼠標右鍵，保持3DScene狀態(tài)，可見數(shù)據(jù)基本配合到一起，但是存在一定的誤差。圖2.2.13.選擇Align->Best-fitAlignment&Comparison，啟動自動優(yōu)化界面，如圖2.2.14。圖2.2.14圖中參數(shù)保持默認，點擊Start，自動進入誤差統(tǒng)計界面，并開始優(yōu)化。

圖2.2.15完成后，選擇Close,觀察結(jié)果。如果配準結(jié)果較好，即兩組數(shù)據(jù)之間不再有明顯的裂縫或錯位，則保存數(shù)據(jù)，否則重新啟動配準，從Spitview開始。結(jié)果保存選擇File->SaveProjectas，得到如下界面:圖2.2.16可以隨意命名，不要重復，DestinationWorkspace最好與之前的過程數(shù)據(jù)放在同一文件夾，便于后續(xù)查找。如下圖：Destinationworkspace:E:冰布坡!123.

在關(guān)閉IMalign時候，會彈出如下對話框，詢問是否減少重疊區(qū)域數(shù)據(jù)量。圖2.2.17一般選擇Yes，然后對彈出的對話框執(zhí)行Start即可。圖2.2.18工程地質(zhì)應用特征量測這個部分主要在IMIspect中完成，在主菜單打開IMIspect。數(shù)據(jù)導入如果是單站數(shù)據(jù)，按照2.1.6.節(jié)所述導入數(shù)據(jù)，如果是要加入配準后的多站數(shù)據(jù)，選擇File->Openobject，彈出如下對話框

圖3.1.1如果沒有我們命名的Workspace和IMAlignProjects,點擊AddWorkspace,去尋找我們命名保存的Workspace。然后點擊Open打開，導入當前工作空間。坐標變換搜索定位預先測量了坐標的位置,點擊空格鍵,出現(xiàn)十字符號,進入選擇模式.按住Ctrl+Shift，敲擊鼠標滾輪，圈選范圍，右鍵結(jié)束，可以獲得一個點云選擇集，然后選擇創(chuàng)建點特征，如下3.1.2（a），出現(xiàn)3.1.2集，然后選擇創(chuàng)建點特征，如下3.1.2（a），出現(xiàn)3.1.2"），并按圖中設(shè)置參數(shù)。（a）（b）圖3.1.2點擊創(chuàng)建，即可獲得一個點目標。在對所有量測目標都創(chuàng)建點之后，從外界導入這些坐標的量測值。坐標文件定義如下：2|pirtrl-記事本文件時籍輯舊格式g〕查看m幫麗jPDlr3561207.75PDTr3560966.50FD5r3561183.45498427.88PDlr3561207.75PDTr3560966.50FD5r3561183.45498495.902507.46498494.602507.28導入坐標值的操作步驟如下圖：I" .?：IFileViewSelectEditFeatureAlignCompareMeasureR.性經(jīng)NewProjectOpenProject...Ctrl+OImportData ?ImportReference ?：DialogZone：CreateFeatur&-PointImportPrimitives ?FromCA7IAV4...ImportObjects 卜From匚ATIAVS…激SaveProject Ctrl-i-5FromIGES...SaveProjectAs...FromVDA-FS...□ConfigureforIMViewCirclesfromTextFile...EscortObjects 卜PlanesfromTextFile...RecentFiles ?PointsfromTextFile...RecentProjects 卜PolylinesfromTextFile...BitVectorsfromTextFile...圖3.1.3在彈出對話框中，注意選擇文件格式與自定義格式一致，此處為Names+points,如圖3.1.4.

圖3.1.4.文件導入之后，在treeview的Feature中會出現(xiàn)文件中的點，其名稱與坐標文件中定義的一致。選擇Align->AlignNParisofCenterpoints,在彈出的對話框里選擇對應的導入坐標點和之前從點云中創(chuàng)建的點，建立相應的匹配關(guān)系，如圖3.1.6.

圖3.1.6其中source選擇Feature中由點云創(chuàng)建的特征點，Destination選擇由外部文件導入的特征，注意一一對應關(guān)系。完成配對關(guān)系之后，選擇Align即完成坐標轉(zhuǎn)換工作。3.1.3基本測量選擇Measure->BasicMeasure，彈出對話框如圖3.1.7。

圖3.1.7選擇需要的測量工具，直接在點云上執(zhí)行測量?？蓪崿F(xiàn)對巖石面積，長度，裂隙長度等待測量。3.2產(chǎn)狀計算3.2.1平面生成點擊空格鍵，出現(xiàn)十字符號，進入選擇模式.按住Ctrl+Shift,敲擊鼠標滾輪，圈選范圍，右鍵結(jié)束，可以獲得一個點云選擇集，然后選擇創(chuàng)建面特征。如圖3.2.1所示進行選擇，得到創(chuàng)建平面對話框，依圖3.2.2進行配置。圖3.2.1圖3.2.2切換到瀏覽模式，查看生成的面是否貼合興趣平面。圖3.2.3平面導出，選中平面，右鍵菜單Export-〉ToTextFile平面導入，F(xiàn)ile->ImportPrimitives-〉PlanesfromTextFile.3.2.2產(chǎn)狀計算利用外部程序和面的參數(shù)進行計算。3.3模型和等高線制作3.3.1數(shù)據(jù)接口首先將點云以ASCII碼導出，選中數(shù)據(jù)塊，右鍵菜單Export->ASCIIPointCloud,如圖3.3.1.圖3.3.1在彈出的對話框里，圖3.3.1在彈出的對話框里，Template選擇PointsOnly即可，也可選Points+RG