基于地面激光扫描的古建筑三维重建

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yudalong880210
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随着科学技术的创新及社会的发展,现代化测量方式不断涌现,传统的测量方式已经无法满足当今快速发展的社会的需求,高质量、高精度、高效率已经成为衡量先进测绘方式的标准。基于地面激光扫描的古建筑三维重建技术的出现在建筑及测量领域引起了众多学者的广泛关注。激光扫描三维重建是通过高速激光测量方式,快速、全面、精确地获取建筑物表面的三维信息,经过一系列的点云数据处理,并建立建筑物的三维模型的过程。  本研究以广东省开平碉楼文化遗产保护项目为背景,主要对基于地面激光扫描的三维重建原理及技术路线进行详细地研究分析,并将理论与实践结合,从数据获取、数据处理、模型建立三个方面重点着手进行实验分析。在数据采集方面,主要研究了利用地面三维激光扫描系统进行数据获取的原理及过程,并对文物古建筑进行扫描获取相对应的点云数据。然后对三维激光扫描仪进行误差分析,其中包括了仪器误差、与目标物体反射面有关的误差及外界环境产生的误差。在数据处理方面,研究了利用三维激光扫描技术对点云进行数据处理的原理及过程,并结合相关专业软件对采集的数据进行处理。介绍了点云数据的配准原则及常用的算法,由于前期采集数据时的误差在配准过程中容易积累并放大,因此,一个较好的配准算法能够使得生成的点云模型更准确,精度更高,也便于后续模型建立及处理。此外,介绍了点云数据预处理过程中的点云去噪、平滑及简化的原则及方法。在模型建立方面,研究了利用处理后的三维激光扫描数据进行三维模型重建的原理及过程,并在实际应用中结合其他获取数据的途径,将多种数据成果集成一体,生成古建筑的真实三维模型。本文介绍了三维点云、线框、面等三种建筑领域常用的三维模型表示形式,另外还主要研究了三角形网格模型的建立,最后利用拓扑检查、漏洞填补及模型简化等方式对模型进行处理,获取更加全面、美观、精细的模型。
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