激光具有定向發(fā)光、亮度極高、顏色極純、能量密度極大等特點，其原理雖然早在20世紀初就已被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，但直到20世紀60年代激光器才被首次成功研制出來。這種神奇之光一問世，便展示出了廣闊的應(yīng)用前景，并獲得了飛速發(fā)展。目前，在一些科技強國除將先進激光技術(shù)廣泛用于通信、微電子、精密儀器等尖端領(lǐng)域外，一種新興的激光點云術(shù)也正在異軍突起。
積點成云，激光還能這樣用
當(dāng)一束激光照射到物體表面時，所反射的激光會攜帶方位、距離等信息。若將激光束按照某種軌跡進行掃描，便會邊掃描邊記錄到反射的激光點信息，由于掃描極為精細，則能夠得到大量的激光點，因而就可形成激光點云。
在探索激光點云之前，人們對激光的應(yīng)用主要還集中在利用激光定向準、頻率純等特性方面，主要是對激光點的應(yīng)用。而激光點云，則是在激光點基礎(chǔ)上，實現(xiàn)積點成云，因而成為激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的重要突破。
目前激光點云技術(shù)應(yīng)用不斷拓展，尤其在軍事、國防建設(shè)以及軍隊遂行多樣化任務(wù)中，均可大顯身手。據(jù)悉，目前國際上已將激光點云新技術(shù)應(yīng)用于災(zāi)后重點地區(qū)的環(huán)境檢測等方面，通過比對分析不同時間激光掃描得到的山體圖像，便能夠?qū)崿F(xiàn)山體滑坡或塌方等重大險情的準確預(yù)報。
三維信息，巧識廬山真面目
激光點云新技術(shù)通過激光掃描的方法，可實現(xiàn)對目標從整體到局部的高精度測量，從而獲取目標線、面、體、空間等三維數(shù)據(jù)，建立目標三維數(shù)字模型，所以此項新技術(shù)本領(lǐng)超常，最善識“廬山真面目”。
掃描速度快：激光點云掃描技術(shù)可以在短時間內(nèi)獲取目標的三維信息，目前較先進的激光點云掃描儀掃描速度已達到一百萬點每秒以上。
掃描精度高：激光點云掃描能以高精度的方式獲取目標的表面特征，測距精度在50米的距離上可達到毫米級和亞毫米級。
非接觸測量：由于測量過程為非接觸方式，所以能夠很好保護被測對象，能安全測量貴重物品、易損物品、危險物品。
三維空間目標直接生成：可以直接在點云上獲取三維坐標、距離、方位角等，數(shù)據(jù)直觀，甚至可直接用于三維軟件設(shè)計。
測程遠：目前激光點云測程在國際上已可以達到兩千米甚至更遠的距離。
精確掃描，營造數(shù)字化戰(zhàn)場環(huán)境
激光點云掃描作為一種快速發(fā)展的新興技術(shù)，在軍事領(lǐng)域顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。例如，在國外，激光點云掃描已經(jīng)用于裝備部件數(shù)字化，進而實現(xiàn)計算機虛擬裝配，支持武器的設(shè)計與改進。在武器質(zhì)量鑒定領(lǐng)域，激光點云掃描可以發(fā)現(xiàn)極其細微的差別，因而可嚴把武器裝備出廠時的質(zhì)量鑒定和驗收關(guān)。在軍事訓(xùn)練方面，激光點云技術(shù)可以實現(xiàn)對大范圍的戰(zhàn)場環(huán)境進行數(shù)字化營造，從而建立起逼真的作戰(zhàn)訓(xùn)練環(huán)境。目前，國外軍事專家還在論證戰(zhàn)時利用激光點云新技術(shù)進行戰(zhàn)場掃描，欲實現(xiàn)武器毀傷效果評估，為聯(lián)合作戰(zhàn)提供精確的決策情報支持。
大顯身手，虛擬與現(xiàn)實互動
有專家很形象地說：我們原來都是把虛擬的東西現(xiàn)實化，現(xiàn)在是把現(xiàn)實的東西虛擬化，而激光點云則是完成這一重要過程的橋梁和媒介。
激光點云技術(shù)應(yīng)用，既有利于國民經(jīng)濟建設(shè)，又有益于國防建設(shè)領(lǐng)域，可廣泛用于汽車、輪船、飛機等復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的研究制作，從而大大縮短產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)周期，全面提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。
激光點云用于工程測繪領(lǐng)域更是身手不凡，從地形測量、采礦測量、地質(zhì)研究，到建筑、橋梁、鐵路、隧道、港口等工程，三維激光掃描技術(shù)作為全新的技術(shù)手段可使工程建設(shè)更簡捷，數(shù)據(jù)結(jié)果更準確、更快速，使綜合效益顯著提高。此外，激光點云技術(shù)還廣泛適用于對樹木、地表、雕塑等復(fù)雜結(jié)構(gòu)對象的深度研究，同時還能廣泛應(yīng)用于考古、藝術(shù)品復(fù)制、環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域，因而此項新技術(shù)在當(dāng)今信息時代已愈來愈受到世界各國的青睞。(曹裕華 高化猛 江鴻賓)
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