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激光雷达与摄影测量在建筑物捕捉方面的比较NavVis

作者:肖恩-希金斯| 2022年5月31日
激光雷达与摄影测量 - 您应该选择哪个?考虑每个项目的目标和要求是关键。在这篇文章中了解更多信息。

这是一个常见的问题,而且不仅仅是 3D 捕捉新手会问到的问题。

由于激光雷达和摄影测量都能生成三维数据,而且质量有高有低,即使是经验丰富的专业人士也对这两种技术的相对优劣争论了几十年。答案并不像您想象的那么简单。

让我们逐步来分析。

它们是什么,如何工作

首先,让我们来谈谈这些技术的工作原理。激光雷达向场景发射光脉冲(通常是激光),等待它们反射回来,然后利用飞行时间生成距离测量值。(有关这方面的更多信息,请参阅我们的激光雷达 101 文章。)

激光雷达是一种主动捕捉方法。它可以直接测量场景,并自带光源,因此即使在黑暗中也能工作。有些激光雷达扫描仪可以穿过森林树冠的缝隙、穿过水面,甚至在漆黑的洞穴中进行捕捉。

当代摄影测量是这样工作的:操作员使用数码相机拍摄场景,小心翼翼地确保照片的全面覆盖和充分重叠。接下来,他们将这些照片载入专门的摄影测量软件(或手机上的应用程序)。该工具可确定每张照片在三维空间中的拍摄位置,并利用这些信息重建三维场景。

这使得摄影测量成为一种被动测量方法。它是计算出来的,需要自然光才能发挥作用。你还需要捕捉很多角度。

我在用照片制作 3D 模型,这算是摄影测量吗?

计算机视觉领域的最新进展开发出了许多其他方法,用于从照片生成 3D 模型。您所使用的方法可能与经典的摄影测量过程截然不同。不过,为了简单起见,这些方法通常被称为 "摄影测量"。因此,我们将在这里采用这种方法。

激光雷达与摄影测量:利与弊 

激光雷达和摄影测量都能生成真实世界场景的三维模型。但正如您所看到的,每种技术的工作原理都不尽相同。这意味着激光雷达和摄影测量具有不同的优缺点。

激光雷达的优势

  • 高精度采集
  • 移动系统可无人机无法运行的室内以更快的速度进行捕捉,这意味着减少了在现场的时间
  • 当前的系统具有极高的自动化水平,可减少人为错误的可能性
  • 为高精度模型提供更快的数据处理速度

激光雷达的劣势

  • 专业级激光雷达通常价格昂贵
  • 提供质量较差的视觉(RGB)捕捉--意味着纹理保真度差
  • 难以使用反光表面

摄影测量的优势

  • 成本可能较低,但也可能较高,这取决于项目要求
  • 更易于使用
  • 硬件要求较低- 您可以使用消费级相机,甚至智能手机
  • 捕捉 RGB 视觉效果--意味着更好的美感和质感
  • 通常是户外无人机拍摄的理想选择

摄影测量的劣势

  • 精确度在很大程度上取决于操作员的专业知识--根据照片创建 3D 模型可能很容易,但要制作出高精度的专业结果,您需要接受广泛的培训并配备合适的设备
  • 高精度数据集需要高分辨率照片的密集覆盖- 这意味着在现场需要更多时间,回到办公室需要更多处理时间
  • 在色彩对比度低或表面光滑的环境中往往会遇到困难这些困难会导致校准问题,从而降低精度
  • 快速捕捉通常依赖于无人机--在室内操作无人机很困难,甚至是非法的

哪个更准确?激光雷达还是摄影测量?

你所阅读的大多数相关资料都会说,摄影测量的精确度不如激光雷达,但好的一面是,它更容易使用,而且成本更低。这是半真半假的说法。

摄影测量与激光雷达捕捉一样精确,而且技术含量和成本也可以随心所欲。专业摄影测量师使用正确的工具和流程,可以获得与高质量激光雷达测量相媲美的结果。只是需要大量的照片和大量的处理时间。

激光雷达与摄影测量:哪个更好?

鉴于上述利弊,三维专业人员倾向于将激光雷达用于要求高精度和高速度的室内捕捉应用,这一点不会让您感到惊讶。这就是为什么激光雷达在扫描到BIM 的工作流程以及办公楼、翻新项目和工厂等结构的捕捉中很受欢迎的原因。

摄影测量通常用于最终目标是低成本、由业余技术人员拍摄或高质量可视化的应用领域。在房地产等行业中,你会经常看到它被用于生成建筑漫步图,或用于需要高精度、极致色彩和纹理细节的历史文献项目。

一些现代激光雷达捕捉工具(如NavVis VLX )同时包含激光雷达传感器和相机。这使它们能够提供激光雷达和摄影测量捕捉的最佳效果:速度快、处理时间短、精度高、视觉保真度高。

为何不两种方法并用?

如今,许多三维专业人员将激光雷达和摄影测量视为互补技术,而不是竞争对手。这些专业人员会在同一个采集项目中同时使用这两种技术,让每种工具都能产生最佳效果。这就是所谓的混合工作流程。

以 MyDigitalBuildings 最近的一个项目为例。这家多学科服务提供商在一栋 4000 平方米的建筑即将被拆除之前,为其实施了扫描至BIM 项目。

团队利用地面扫描仪拍摄了大楼的外立面以及内部的长通道。这使他们能够从一个固定位置进行拍摄,并 "看到 "技术人员无法通过的长通道。

为了拍摄房间,他们使用了移动扫描 系统,该系统允许他们在行走和快速移动时进行拍摄。最后,他们使用无人机摄影测量 工作流程记录屋顶,因为这样可以在不危及技术人员的情况下收集数据。

"他们说:"通过选择多技术勘测协议,我们的楼宇覆盖策略更加灵活,可以适应每个区域的具体情况(大小、高度、无障碍程度等)。


总结:工作决定工具

移动扫描和地面扫描哪个更好?激光雷达还是摄影测量?PhoDAR还是激光雷达?随着一大波令人兴奋的新工具进入市场,人们自然会提出这些问题。

重要的是要记住,任何技术--激光雷达、摄影测量、激光测距仪、全站仪--都只是以特定方式完成特定工作的工具。没有一种工具天生就比另一种工具更好。

选择最佳工具需要仔细研究每个项目的目标和要求,以及时间表、条件和预算。考虑到这些细节,您就可以选择合适的工具组合,使您能够出色地完成工作,让客户满意。

这可能是激光雷达,也可能是摄影测量。也可能两者兼而有之。这要由你来决定。

仍有疑问?请联系我们的技术专家,他们会告诉您更多信息。