三维激光点云联合无人机影像的古建筑重建

古建筑保护是当下测绘领域的热点研究课题,非接触测量是克服传统方法数字化不足、容易造成"二次破坏"的有力举措。本文以哈尔滨红霞街99号外侨私邸为例,提出了一种将三维激光扫描技术和无人机航测技术相结合进行古建筑重建的研究方案。基于三维激光扫描仪和无人机获取的古建筑内外点云数据和影像数据,利用点云数据生成正射影像并绘制平、立、剖面图,创建三维模型,最后以实地量取的建筑物尺寸数据为参考分析得出图纸和模型误差。结果表明：利用三维激光点云联合无人机影像能够高效地进行建筑图纸恢复,创建高精度精细化的三维模型,为古建筑保护提供了一种全新的思路。     

基于三维激光扫描的古建筑文物三维数字化保护研究——以四川乐山文庙大成殿为例

三维激光扫描以其数据获取的速度快、精度高、无接触等优势,为古建筑文物的数字化保护提供了一个有效途径。本文以四川乐山文庙大成殿为例,用地面和手持式三维激光扫描仪开展点云数据获取,构建了文物三维数字化档案,进而开展三维重建和信息提取,对研究技术路线、数据采集、数据处理、三维模型构建相关技术和方法进行了详细阐述。     

基于三维激光扫描技术的摩崖石刻数字化重建

三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量的方法,可高效地获取被测对象表面的三维坐标数据,具有速度快、高采样率、无接触性等优点,为快速建立不规则物体的三维重建模型提供了一种全新的技术手段。本文以GLS-1500三维激光扫描仪为基础,介绍了三维激光扫描技术在柳州市龙潭公园摩崖石刻数字化重建中的应用,实现了对摩崖石刻对象的数字化重建,具有实际应用价值。     

基于地面三维激光扫描数据的快速建模

三维激光扫描技术具有速度快、精度高、自动化程度高并且不与物体直接接触等诸多优点,现已应用于古建筑保护、数字城市、工业生产、地形测绘等不同领域。本文利用地面三维激光扫描仪对校内樱花园手形建筑物进行扫描,获取该目标物的点云数据,并对获取的点云数据进行拼接、去噪处理。同时,利用点云数据处理软件Geomagic对目标物进行快速的三维模型重建并达到了预期的效果。     

三维激光扫描在保俶塔数字化测绘中的应用

目前我国的许多古建筑维修、保护都面临缺少建筑物结构图、破坏程度评估等困难。本文给出了基于地面三维激光扫描仪获取的点云数据和数码相机获取的彩色照片来实现保俶塔真三维建模的方法,详细介绍了三维激光扫描数据处理、三维模型重建、纹理映射和数字化测绘表达的方法和流程,其数字化测绘成果对保俶塔的保护研究提供科学依据。     

基于三维激光扫描点云数据的古建筑建模

针对传统古建筑数字化技术的不足和接触测量对建筑物造成"二次伤害",以西北民族大学蝴蝶厅异地重建项目为例,提出了一种结合三维激光扫描技术和现代测量技术以及本体思维进行室内外一体化三维建模的研究思路。首先给出了基于三维激光扫描技术的建模流程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和提取轮廓线、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行详细论述。本体思维用于基于三维激光扫描的古建筑三维建模,可以有效指导古建筑构件分类建模,提高建模效率。结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的蝴蝶厅精细化、真实感建模,为西北民族大学蝴蝶厅古建筑文化遗产未来的开发、保护、维修、恢复重建与虚拟地理环境等提供高精度的数据基准。     

激光三维扫描技术用于古建筑测绘的研究

传统的古建筑测绘以直尺和角尺、垂球等工具直接量取建筑物及其构件的尺寸,而获取的最终资料是"图样"(即图纸)和一些文字记录。而重要古建筑在大规模修复前则要求进行精确的测绘工作,为古建筑保护提供第一手资料,同时也为研究中国古建筑史和建筑理论提供重要资料。激光三维扫描技术能够快速、精确、多方位地获取静态物体的三维模型,并对模型进行进一步的分析和数据处理。该方法在故宫的修复测绘中进行了大量的实验,取得了较好的效果,为古建筑测绘的数字化提供良好的平台。     

三维激光扫描支持下的复杂异型建筑物测量

针对传统工程测量对异型建筑物测量的局限性,利用地面三维激光扫描仪对复杂异型建筑物中央电视台新址大楼进行了测量;介绍了扫描仪的主要组成和作业流程,重建了建筑物三维立体模型,通过扫描仪和全站仪对圆形特征反射靶标的测量数据比对,评估分析了扫描仪测量精度。研究结果证明了三维激光扫描技术应用于复杂异型建筑物测量的可行性。     

人物雕塑模型三维表面建模方法探究

三维激光扫描是一种通过激光测距方式实现三维物体表面空间数据获取的技术。本文介绍了一种利用三维激光扫描技术并结合相应软件对人物雕塑模型三维表面进行重建的方法。该方法通过三维激光扫描仪获取目标模型表面精确的点云数据,在对点云粗拼接的基础上进行精确拼接,以三角网的形式重构雕塑表面,并结合逆向软件进行纹理映射及其接缝处理以实现3D模型表面重建。结果表明,利用该方法可以实现对人物雕塑模型3D表面的快速有效重建。     

三维激光扫描支持下的文化遗产建模应用分析

近年来,国内外出现大量的文化遗产破损情况,针对此情况需要对文化遗产进行数字化建模,以便定期修复。本文以朱德故居为例,通过结合三维激光技术和近景摄影测量技术,详细阐述了基于三维激光扫描技术的古建筑精细数字化建模过程,为进一步文化遗产建模研究提供了实例。主要经过以下几步:(1)利用Trimble TX8获取数据(包括获取影像数据和点云扫描数据);(2)利用Trimble Real Works进行数据预处理(包括数据配准、剔除、数据重采样);(3)利用3ds Max、Photoshop进行三维模型制作(包括修复点云空洞、制作CAD图、素模制作、纹理贴图、后期渲染)。通过本次研究发现,利用近景摄影测量技术与三位激光技术相结合能将破损部分完美修复,通过拆分构件能够清晰建立模型,提高效率。     

基于LiDAR技术的古建筑复杂曲面三维重建

随着信息技术和测绘科学的迅猛发展,传统的空间数据获取模式已经不能满足现在的信息化需求。三维激光扫描技术的出现,推动了现代化测绘技术的发展,其高精度、快速的非接触式扫描测绘方法改变了传统空间数据采集模式。古建筑文化遗产的三维数字化保护是目前社会的研究热点,利用三维激光扫描技术来重建古建筑独特复杂的表面模型,为古建筑数字化管理和修复提供数据参考是一个很有意义的事情。本文以利用地面三维激光扫描系统构建古建筑三维模型为研究对象,通过洞窟类实例对古建筑点云数据处理和NUBRS三维模型复杂曲面重建技术进行研究与探讨。     

三维激光扫描关键技术与实体建模现状

本文以三维数字化流程为切入点,在总结分析地面三维激光扫描关键技术的基础上,探究了现阶段市场上主流的地面三维激光扫描仪性能指标及常用数据处理软件数据处理方法。重点指出了各数据处理软件的处理特点及实体建模的发展现状。进一步结合古建筑的三维激光扫描与实体建模应用,提出了一些在数字化项目实施过程中存在的问题并给出了初步的对策及建议。     

三维点集的自动表面重构算法

提出了一种基于透视约束利用离散三维空间点重建三维表面模型的方法，该方法充分利用摄影测量以及激光扫描等三维测量技术中隐含的透视关系．将离散点划分到不同的投影面，在局部利用二维三角网构网技术构建三角网．然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型。该方法可以利用近景摄影测量处理产生的三维景物点或激光扫描仪采集的三维空间点自动构造三维表面模型．重建物体三维表面。实验结果表明．该算法是有效的。     

基于激光点云数据的古建筑BIM几何模型构建

针对古建筑BIM各种信息模型中几何模型构建的问题,提出应用三维激光点云数据和CloudWorx软件进行建模的方法。应用Cyclone软件对点云数据进行去噪、配准,按构件进行分割;应用CloudWorx软件进行模型的构建。研究古建筑的瓦片、柱体、梁、墙体、围栏等构件的建模方法,通过模型合并生成古建筑的整体几何模型。     

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

传统的古建筑测绘方法需要消耗大量的人力物力,工序繁杂、效率低,而且容易造成古建筑的损坏。三维激光扫描技术采用非接触的方式能够精确获取到古建筑的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速复建出三维模型和二维专题图。本文以南京鸡鸣寺药师佛塔为例,对三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用情况进行了探讨,经验证,使用该技术可快速获取古建筑的现状信息,对于实现古建筑的三维可视化、建立数字化档案具有重要的意义。     

多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备,利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑,通过ICP算法完成点云精细匹配,实现多源点云数据融合建模;对比单一建模方法模型,从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明,融合建模模型纹理清晰,几何结构完整,模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值,接近三维激光扫描模型。     

三维变形算法的古建筑构件现状模型快速重建

针对古建筑现状模型制作困难、费时费力、模型精度低等问题,该文以古建筑标准构件模型为数据源,提出了一种基于古建筑构件现状多视图引导的三维模型变形算法。首先,选取标准三维模型和现状构件视图同一视角方向的轮廓及其特征线;然后,应用相似三角形方法进行同名点对的提取;最后,应用改进的保刚性变形方法完成轮廓线驱动三维构件模型变形,生成完整的古建筑构件现状三维模型。以古建筑中常见的3种基本构件作为实验数据,应用改进的拉普拉斯变形算法,生成了古建筑构建现状模型,并通过与现有变形算法的对比,验证该文方法的可行性和有效性,为古建筑现状模型快速构建提供了新思路。     

空地多数据互辅融合技术在大型牌式古建筑重建的应用

由于大型牌式古建筑自身单体窄高、面饰构件灵活百怪,单一建模技术因自身数据采集的局限性,难以单方面建立全面的大型牌式古建筑三维模型电子档案。针对此问题,本文以桂北灌阳县月岭村月岭"孝义可风"牌坊为研究对象,提出了一种空地多数据互辅融合三维模型重建方式,以倾斜摄影与三维激光扫描为主,地面近景多视角拍照为辅的采集方案,重建完整精细的大型牌式古建筑文物三维模型电子档案,并完成了数据融合偏差验证、数据融合前后的模型完整性分析与精度对比评估。该方法可为大型牌式古建筑档案的建立提供新的思路,在文物保护方面具有广泛应用前景。     

手持式三维激光扫描仪在工业构件质量检测中的应用

手持式三维激光扫描仪以其便携易用性在工业构件质量检测中具有广阔的应用前景。本文从前期准备、数据采集、数据处理等主要步骤出发,提出了基于手持式三维激光扫描仪的工业构件质量检测方法;并利用实际案例验证了该方法在工业构件质量检测中的精度和效率,为快速低成本的工业构件质量检测提供了思路。     

三维激光扫描技术在桥梁构件模拟预拼装中的应用

提出了一种以三维激光扫描仪为主要数据获取手段,针对大型桥梁构件的模拟预拼装方法,用于装配化施工生产项目中大型构件的质量控制,并取代传统的、需要在构件加工场内搭建脚手架进行现场立体拼接来检验构件加工质量的方法。项目实践结果表明:该模拟预拼装方法建模方法快捷、有效,模型配准精度较高,建立的三维模型真实,能有效检验构件的质量,指导构件的场内修正,为推动装配化施工的市场进程提供技术支撑。