3维激光扫描仪点云数据在MicroStation下的处理研究

3维激光扫描是基于近景扫描获取物体3维景观模型的一种新的激光测量技术,但在应用其扫描所得的点云数据使用配套软件Cyclone建立3维空间模型中又遇到了许多技术性问题,本文就此问题进行了探讨,并提出点云数据在MicroStation下处理的一些参考性方法。     

基于二维投影的散乱点云曲面重建

为降低点云曲面重建的复杂度,提出了一种基于二维投影的散乱点云曲面重建方法。首先利用点云的局平特性把点云投影到二维平面,然后在二维平面上对点云进行Delaunay三角剖分,并将拓扑连接关系映射到三维空间,最后剔除三角网格模型中的非流形三角面片得到点云模型重建结果。实验结果表明,只需获取散乱点云的坐标信息,该算法就能够重建出结构形态正确、保留物体细节信息的三维模型,且该算法原理简单、容易实现,降低了曲面重建复杂度,提高了曲面重建效率。     

机载激光点云数据中分裂导线自动提取和重建

针对电力线精细重建问题,该文从分裂导线的空间分布特点出发,提出一种从机载激光点云数据中自动提取并精细重建分裂导线的方法,即在提取单根导线或地线点云的基础上,对分裂导线点云基于二分法提取每根分裂子导线点云,并采用随机抽样一致性算法对电力线分别在XOY平面进行二维直线拟合、在某垂直平面进行悬链线拟合。实验数据表明,该方法具有鲁棒性好、拟合精度高等特点,能精细地重建出每根分裂子导线。     

基于地面激光扫描仪的地铁盾构区3维重建技术

采用地面激光扫描仪技术,分站式获取地铁盾构区间的3维点云数据,实现了盾构区间的3维模型重建。首先在盾构区间布设精密控制网,使用高精度全站仪和水准仪测量控制点的3维坐标;然后对盾构区间采用分段、自由设站的方式进行扫描,同时使用设站在精密控制点上的全站仪无棱镜模式测量标靶中心坐标。最后对每一扫描站的3维点云进行纠正,通过标靶的绝对空间坐标,实现多视点拼接,重建具有规则几何结构的盾构区间实体模型。结果表明,3维激光点云能够重建精细的地铁盾构区间模型,可用于地铁的设计方案展示、变形监测、轨道几何状态检测、调线调坡测量等。     

基于Geomagic Studio的雕像三维建模

采用Trimble GX200三维激光扫描仪,获取了目标雕像的点云数据,基于Real Works Survey Advanced 6.4软件,完成了不同站点间的数据拼接;采用逆向工程软件Geomagic Studio 12,分别对拼接完成的点云数据,进行了降噪和三维建模处理(包括生成三角网、填补点云漏洞、曲面平滑等);通过实测数据处理与分析,给出了处理过程中的相关结果,并指出了相关的注意事项,为三维激光扫描技术在三维建模及古物重建等方面的应用提供了案例参考。     

半自动机载LiDAR点云建筑物三维重建方法

针对全自动建筑物3D重建存在需要后续人工检验,且发现重建错误需要花费额外时间修改的问题,提出了一种半自动的面向对象的机载LiDAR点云建筑物3D重建方法。基于建筑物类别点云的联通分析和平面生长分割结果,提出了自动的建筑物栋数检测、单栋建筑物外轮廓提取、单栋建筑物内部结构线提取方法;同时,在计算机无法完成部分工作时,人工辅助计算机完成高程阶越线提取、识别建筑物屋顶附属物点云等工作。实验证明,该方法可以适用于高密度机载LiDAR点云数据中城区大部分建筑物的3D模型重建。     

上海市不可移动文物管理信息系统的研究与实现

探讨了以上海市为例,在WebGIS技术、数据库技术等支持下,通过设计和实现不可移动文物管理信息系统,实现文物历史资料存档、综合档案信息数字化管理、文物点云数据存储及3维模型重建等,以改进文物管理工作的方法和手段,提高管理工作的效率和信息化水平。     

多源点云融合精细建模

本文提出了一种基于曲率特征点初配准的多源点云融合解决方案。其次使用迭代最近点算法（ICP）采取点到面的方法对点云数据进行精配准,在K维树（K-d树）的最近值领域搜索的基础上使用点云配准的3倍中误差作为判断条件,交叉验证保多源点云数据中同名点云数据。小于判断条件时保留三维激光点云数据的空间位置并采用加权平均思想过渡点云颜色。本文以倾斜摄影测量中易拉花的复杂独立地物“鲁班像”为研究对象,使用上述方法解决了多源点云数据融合时数据冗余与色差明显的问题,融合后“鲁班像”模型颜色自然、线条顺滑、棱角明显。     

室内雕塑点云三维重构

针对室内雕塑传统建模效率低的问题,探讨并实现了点云三维自动重建的方法。通过对点云数据预处理,包括异常点剔除、数据精简等,减少了异常点对建模的影响,使用泊松曲面重建技术进行雕塑点云三维重构。运用这种方法,可以使得表面能够很好的拟合。     

基于地面激光扫描技术获取地铁隧道3维点云数据的设计与试验

3维激光扫描技术可以快速、高效且准确的获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供了必要的条件。本文以地铁隧道为例,详细阐述了3维点云数据获取的方案、数据处理的基本方法,验证了基于3维激光扫描技术进行地铁3维可视化的可行性。     

基于近景影像边缘信息点云的精细三维重建

针对三维激光扫描技术在获取三维信息存在扫描漏洞及边缘信息不足等问题,本文以文物对象的精细三维重建为目的,在近景影像与激光点云精细三维重建中提出一种新的方法。首先利用尺度不变SIFT算法匹配,并设置多重约束逐级剔除误匹配点获得最优匹配点集,采用基础矩阵加严密解解算定向参数,然后采用改进的CANNY算子提取影像边缘信息,利用仿射变换的粗值点和核线几何搜索匹配得到边缘同名点,最后根据定向参数重建边缘点云并与扫描点云进行配准,生成对象的精细点云模型。实验结果表明,采用此方法可生成边缘信息丰富、精细度高的三维信息。     

最小割与深度学习联合优化的室内粘连点云分割方法

随着数字城市的发展,城市三维模型重建对三维点云结构化的需求与精度要求越来越高。如何有效准确地分割室内语义模型与三维重构是当前研究的热点问题。点云分割分类是室内点云结构化的重要基础,如何将粘连点云构件进行准确分割并用于室内点云结构化,是当前城市建模的难点。本文提出了一种面向室内粘连点云数据的分割分类方法。首先,利用深度学习网络处理室内点云数据;其次,对点云数据进行标签分类,得到目标标签点云;然后,利用欧氏算法对目标点云进行聚类分割,通过室内语义构件包围盒信息计算各目标中心点坐标与水平半径;最后,利用点云最小割实现室内粘连点云的准确分割。利用3组室内场景中获取的数据对分割方法的精度及有效性进行了验证。结果表明,该分割优化方法具有较高的精度与数据完整性。     

基于地面三维激光扫描两种模型重建技术

地面三维激光扫描技术可以快速地采集目标物表面海量点云数据,利用点云能够准确重建空间三维模型。本文基于完全不同形状的两组点云数据,分别采用三角网格法和提取特征线法两种不同建模方法进行实验,完成模型重建,取得较好的效果。同时探讨了点云处理和模型重建的关键问题,为工程生产提供借鉴。     

机载LIDAR点云数据的处理及检校

利用机载LiDAR技术获取较大范围地面三维信息比传统测量方法具有高精度、高密度、速度快、成本低的优点,已成为国土资源管理领域一个重要支撑技术。在实际应用中,激光点云数据处理及其检校是生产的关键环节,直接影响成果质量和作业效率。该论述结合测制我国西部某测区带状4D成果的应用实例,综合分析了原始激光点云数据的获取、标准激光点云数据的制作及其分层分类处理等关键过程和需要注意的问题,详细论述了标准激光点云数据的检校及其检校精度检测的方法步骤,分析评估了检校精度对激光点云平面和高程精度的影响,可为同类工程提供借鉴。     

基于EPS平台的地面三维激光扫描点云数据处理方法探讨

三维激光扫描技术是通过大量密集的扫描点,以模拟形式体现目标实体对象表面丰富的形体信息,不能获取的点云数据直接读取目标对象的矢量化信息,并进行点云数据处理。笔者在工作中,以EPS2008软件平台为基础,利用VBScript脚本进行二次开发,实现了点云数据分层提取、点云线状地物提取、点云特征轮廓提取、点云数据断面提取和点云高程提取等功能。本文针对已经实现的功能进行探讨,指出每种方法的特点和应用范围。     

RGB-D SLAM在室内高精度三维测图中的应用

高精度三维测图是室内三维制图的重要支撑,基于三维激光雷达扫描技术的三维测图成本高,需要提前布置标靶,在室内复杂环境中易导致数据不完整;基于图像序列的三维重建建模时间长,易受多种因素影响。针对以上问题,本文将RGB-D SLAM技术应用于室内高精度三维测图中。通过将深度相机与SLAM技术相结合,计算相机位姿并恢复三维空间信息,获取室内三维点云模型,并以目标物实际量测为基准评价密集点云精度。试验结果表明,该方法可快速获取精度较高的三维点云模型,成本低且效率高,能够较好地满足应用需求。     

基于点云投影线探测的高墩位姿自动检测方法

针对目前超高桥墩垂直度检测方法存在危险系数较高、精度难以保证或自动化程度与工作效率较低的情况,本文提出一种基于三维激光扫描技术的点云数据超高桥墩位姿自动检测方法。该方法首先将海量墩面点云双向分层;然后依条件选择分层文件探测点云投影线并划分桥墩面缓冲区;最后根据缓冲区自动提取墩面点云并进行位姿检测。本文以某山区高速桥梁高墩位姿检测为例进行试验,试验结果,表明该方法具有无接触测量、高自动化、高工作效率及检测范围全面的优势。     

基于三维激光扫描技术的表面积测绘

介绍表面积测绘的原理,讨论三维激光扫描技术应用于表面积计算的方法、流程及优势,并以某垃圾填埋场封场覆膜表面积测绘为例,采用三维激光扫描技术获取点云计算表面积,并与已知值进行比较。实验结果表明,基于三维激光扫描技术的方法结合相关参数经验值得到的结果能满足高精度表面积量算的需求,从而为高精度表面积量算提供高效全新的技术手段。     

基于SQL Server Spatial的空间数据的组织与查询

论述了SQL Server Spatial技术理论,探讨了空间数据导入、索引的创建以及空间数据的查询方法。并以3维激光扫描获取的点云数据为例,采用C#连接SQL Server数据库,对点云数据进行了组织及查询,并在MapOb-ject组件下进行可视化。试验证明,建立空间索引后点云数据的检索效率较高。