足迹主要分平面足迹和立体足迹两大类，立体足迹相较于平面足迹有更好的花纹特征和压力特征。足迹常用的提取方法有照相提取法和石膏制模法，这两种传统的提取方法均存在缺陷，并且技术人员对足迹检验所要求掌握的多学科的知识掌握得不够，实践经验不足，或其在立体足迹检验过程中急功近利、主观臆断、以偏概全，忽视对足迹特征进行综合分析、判断，也会导致立体足迹检验出现差错。
石膏制模法是提取、固定立体痕迹的一种方法。多用于提取立体脚印。选用凝结力强、干燥细腻的石膏粉制出模型，造型准确、真实、明显、直观地反映脚印的各种特征。石膏制模法是立体足迹常用的提取方法，用石膏制模法提取的立体足迹，不仅可以反映足形、鞋底花纹、鞋底磨损等平面特征，还可以形象地反映出立体足迹蹬痕、踏痕、压痕等各种步态特征，甚至还能反映鞋帮花纹等立体特征。相比于其他立体足迹提取法，石膏制模法不仅方便快捷、成本低，而且保存时间更长。
石膏制模法提取立体足迹在我国经过了长期的发展，在刑事破案中做出巨大贡献，然而由于环境等种种原因的限制，立体足迹石膏样本的采集不仅需要考虑所处环境是否有沙土等易形成立体足迹的地面及地面潮湿程度，也需要考虑当时的天气是否晴朗是否利于石膏的凝固等因素，如立体足迹形成后，可能会有纸屑、树叶、草叶、沙石等物（形成立体足迹时遗留的杂物除外）飘入或滚落到立体足迹周围，也可能由于降落或渗透的雨水在足迹表面形成积水。再者在调制石膏液的过程中要充分注意石膏与水的比例、催化剂的使用。更重要的是石膏制模时，如果石膏液较稠，超过自流状态，切不可向石膏液中再次加水稀释，否则石膏模型很难晾干，且硬度不够、易损坏。注入石膏液的流速不能过大，否则石膏液冲击的力量会损坏立体足迹的细节特征，为了增强石膏模型的强度，提取石膏模型时选用树枝、竹条或铁丝等制作骨架，骨架的质量也不能过大，防止骨架下沉而破坏立体足迹的特征；骨架不能用新鲜树枝，以防止干燥后收缩产生的内应力引起石膏模型的破裂，由此石膏制模法提取过程中多种因素会影响提取立体足迹的提取。
照相提取法是经常使用的提取立体足迹的方法，在拍照立体足迹时主要采用物证照相的方法，这是如实地记录足迹状态、所在位置、与周围物体的关系等原始状态的有效方法，在照相法提取立体足迹的过程中我们要选择标准镜头，要保持相机镜头光轴正对足迹弓部中间，并与足迹所在的平面垂直，取景范围适中，比例尺摆放整齐。取景时特别要注意把足迹反映出来的起落特征包括进来，避免足迹图像变形、反光。配光时要掌握好光照角度，以足迹反差适中及突出特征为原则，在足迹中不能有大阴影面积，使拍照的足迹完整的特征反映真实、清晰。
在具体操作过程中，对于立体足迹来说，多数情况下足迹是在凹凸不平的地面上，由于光线和相机自身功能的限制，在操作不当的情况下提取的立体足迹照片会出现图像不清晰，造成立体足迹的特征显示不清晰，立体足迹图片的失真。在拍照时取景要适中，否则足迹前后的擦、挑痕迹及足迹两侧的挤、迫痕迹不能完整地反映出来。光强的大小也会影响足迹轮廓的清晰度。当承痕客体表面有反光现象时，我们还要在光源和相机镜头前加偏振镜，拍摄时旋转偏振片避免反光对足迹特征的影响等。
由于传统提取立体足迹的方法存在种种弊端，新的立体足迹提取与分析比对系统应运而生，该系统是光学提取和计算机显示及后期处理的软硬件。立体足迹提取与分析比对系统凭借自身的图像采集技术以及超分辨率处理技术，用来解决案发现场立体足迹的采集与比对问题。本系统分为采集立体足迹图像、工程管理、数据处理、数据比对与分析、图像处理、图形标注六个部分，每一部分又包括若干子功能项，它们之间有机地联系在一起，构成了功能强大的立体足迹提取与分析比对系统。不仅解决了照相提取法拍摄过程中的问题，还解决了石膏制模法操作过程中可能对立体足迹的破坏，实现了对立体足迹的完美提取，是立体足迹提取的突破性发展。
立体足迹采集分析系统为中国刑警学院与大连恒锐科技公司共同开发完善的立体足迹提取分析比对软件及仪器设备，通过现代光学技术与计算机分析技术相结合对犯罪现场中犯罪嫌疑人所留的立体足迹进行三维提取分析。
立体足迹采集分析系统利用光栅式扫描技术，通过数字成像系统在计算机中形成附带坐标集合的高清图像，自动识别立体足迹中的花纹信息。由于系统使用的是工业级立体拍照设备，分辨率达到了2 448×2 048，可以在足迹范围内实现180万以上像素，具有成像清晰、精密度高的特点。这套足迹采集系统通过对所采集的集成图像的处理分析解决案件中存在的各种问题，为足迹分析、证据鉴定提供学术支持。
通过立体足迹采集镜头采集高清立体足迹图像，并提取所采集的立体足迹上各个点位的三维坐标，形成集合图像，并依靠集成图像之间的重压面、足迹子区域以及压力伪彩色图像的表现进行立体足迹的个人区分，由于重压面与人体的性别、年龄、身高、体态以及运动姿势密切相关，压力伪彩色图像中颜色分布情况、形状以及方向都有所不同，因此提取相应的特征参数可以对不同足迹的相似性进行判别。
立体足迹提取与分析比对系统界面友好、操作简便快捷，系统中的大部分功能都可以不同的顺序混合使用，而且均可预览，使操作人员可实时地观察操作结果。立体足迹提取与分析比对系统大大简化了工作过程，减轻了专业人士的工作量，是刑侦人员的得力助手。
立体足迹提取与分析比对系统是由三脚架以及三脚架上固定的ABS箱（ABS箱是由镜头、内置投影仪、排风口、提取装置组成的黑色盒子），通过ABS箱与电脑连接实现数据的传输，即可实现对立体足迹的提取，由于新的系统的投入使用处于不断探索阶段，因此我们就立体足迹分析比对系统的功能及操作进行相应的探索。
ABS箱系统采用光栅式三维扫描方式，可以在极短时间内获得立体足迹表面高密度完整的点云数据，同时获取足迹的二维影像，在此数据的基础上再对数据进行标准化处理，实现二维影像与三维立体信息的结合，图像显示效果更形象、测量更准确。系统采用高像素面阵CCD结合LED投影光源投射结构光进行三维影像信息的采集。
软件的操作可划分为六个部分，分别是：
采集图像：通过三维表面测量设备采集立体足迹图像样本，自动识别立体足迹中的花纹特征信息。
工程管理：实现工程状态管理、工程检材与样本管理及检材与样本状态管理的三维管理模式。
数据处理：实现对检材及样本数据的基本处理（无效数据删除）及数据标准化（足迹方向及基准平面的确定）。
图像标注：标注足迹图像的特征信息，并进行注释和测量。
图像处理：通过图像处理有效地改善足迹图像的质量。
数据比对与分析：实现足迹的立体花纹比对、重压区域比对、重压趋势比对，并对比对进行分析。
立体足迹分析比对系统中的压力显示功能和操作，如图7.16所示。
图7.16 立体足迹压力显示图(www.xing528.com)
功能描述：“压力显示”功能是以灰度变化图（系统在对立体足迹进行压力显示时，会将立体足迹谷底和顶峰之间的距离分成若干个灰度，最后通过不同颜色表示不同灰度）的形式显示出足迹数据受到压力大的会深色显示反之浅色显示。通过压力显示我们可以根据颜色的反应判断压力值的大小，依次从红色、橙色、黄色、绿色、蓝色排列，压力值由大变小。
操作步骤：选中工具栏中三维显示上的“压力显示”选项，系统将进行压力显示操作。
功能描述：“绘等高线”功能是通过阈值和高斯两个参数的调整来改变图像上显示效果，利用等高线标化出足迹的中央位置及变化状态，显示的等高线梯度对足迹数据中干扰信息进行平滑。等高线一般存在环形线、排列的凹凸线，等高线表明了立体足迹平面在该条线上的高度是相同的，见图7.17。
图7.17 立体足迹等高线显示
操作步骤：选中工具栏上的“压力显示”选项，系统将弹出“等高区域”对话框。
调整“阈值”和“高斯”这两个参数，然后点击“确定”按钮，或者直接单击“自动阈值”按钮来进行等高区域操作。
功能描述：“切换材质”功能是将立体足迹画面当前所在材质面进行更换。目前有三个材质参数可供选择：“橡胶”“金属”和“泥地”，不同材质下可以使足迹更加清晰。
立体足迹图在不同材质上的显示，如图7.18。
图7.18 切换材质图
操作步骤：点击工具栏上的“切换材质”按钮，系统会弹出“材质参数”对话框。选择需要切换的材质，然后单击“确定”按钮，系统将改变图像显示的材质。
功能描述：“杂点去除”功能是将系统提取的立体足迹图像噪点去除，立体足迹周围的噪点使足迹的压力显示、等高线分析、足迹比对出现错误。去除杂点是立体足迹进行分析的前提。
操作步骤：点击工具栏上的“杂点去除”按钮。用鼠标通过选点连线，选取要去除杂点的闭合区域，然后右击鼠标，系统将在界面上去除杂点。
功能描述：“有效数据”功能是将足迹有效区域点选出闭合区域，对没有选中的区域进行清除的过程。此方法和杂点去除有相似之处，由于杂点的不确定性和发散性，隐藏的杂点不容易被发现，此时我们就通过有效数据的框选，对杂点进行去除。
操作步骤：点击工具栏上的“有效数据”按钮。用鼠标通过选点连线，选取要去除保留的有效区域的闭合区域，然后右击鼠标，系统将清除没有被选中的区域。
功能描述：“设置基面”功能适用于地面干扰多、地面不平、杂物等造成基面数据不理想的状况。选定足迹中处在同一承痕客体表面的三点进行基面设置。通过设置基面，系统会自动排除由于地面干扰多、地面不平、杂物等造成的影响，使立体足迹压力显示更加真实、准确。
操作步骤：点击工具栏中的“设置基面”按钮。点击足迹周边处并在足迹周边的同一承痕客体表面的三点，系统将进行基面矫正操作。
功能描述：“测量距离”功能是将足迹进行鼠标拖动产生的线距就是测量的距离。
操作步骤：点击工具栏上的“测量距离”按钮。在足迹图像上需要测量的两点间划上线段，系统将弹出测量结果对话框，如图7.19所示。
图7.19 立体足迹距离测量
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