点云数据直接贴图方法探讨

本文介绍了基于点云的Delaunay三角形格网的贴图原理和方法以及对点云直接贴图的原理和方法,并通过实验比较这两种贴图方法的效果,说明了直接对点云贴图的方法的可行性。     

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。     

浅谈利用激光点云数据制作DEM

利用摄影测量方式获取DEM数据生产周期长、费用高、效率低、高程点获取的密度低。机载雷达集成GPS、IMU、激光扫描仪、数码像机等光谱成像设备,作为精确、快速地获取地面三维数据的工具已得到广泛的认同。结合项目研究与试验,根据实际生产经验,介绍TerraSolid系列软件的模块功能,以及利用点云数据制作DEM的技术流程和方法。     

利用激光点云数据提取采石场地貌特征

三维激光扫描技术在地貌特征提取方面能够实时、主动、高效完成数据采集工作,具有传统测量方法不具有的特点。利用研究区点云数据生成等高线和三维模型可以真实地反映出其地貌特征。本文选择李庄采石场为研究对象,利用徕卡C10扫描仪获取激光点云数据,采用Cyclone和Geomagic Studio软件相结合对其进行预处理,再分别利用Cyclone、CASS、Surfer 3种软件提取地貌特征,并与常规测量方法进行了对比分析。研究结果表明：3种软件均可以生成等高线并生成理想的三维模型,且均有其特性;在制作精度和效率方面,利用点云数据绘制出的等高线相比常规测量方法有着明显的优势。     

基于体素栅格的建筑物三维激光点云数据抽稀方法

为了提升三维激光点云数据处理、存储、运算效率,对基于体素栅格的三维激光建筑物点云抽稀方法进行了研究。通过提取原始三维激光点云空间位置和法向量作为体素栅格存贮数据的主要信息;以三维激光点云最大外包矩形构建最大体素,并依据点云位置不断地进行空间划分,直至阈值范围内,从而实现点云数据的高效组织与管理。对体素栅格内的点云依据设定空间半径阈值检索种子点周边点云,剔除体素栅格中阈值内点云,保留种子点云,从而实现了三维激光点云数据抽稀,有效压缩了三维激光点云数据。并通过实验验证了该方法可以有效降低三维激光点云数据冗余,为海量三维激光点云数据的存储与应用等方面的研究提供参考。     

利用三维激光点云重构建筑物模型

随着三维激光点云数据获取能力的提升,基于三维激光点云进行建筑物模型重建与立面测绘成为工程应用中常用的方法。三维激光点云数据能够体现建筑物丰富和直观的细节信息,然而海量数据处理给建筑物模型构建带来了极大挑战。本文通过对建筑物的三维激光点云数据进行横切得到建筑物轮廓点,并采用基于遗传算法的TSP算法对轮廓点进行处理以获取建筑物各立面的方程系数,最终实现建筑物模型的构建和获取详细的建筑物立面数据。试验结果表明,此方法可以较好地实现LOD1级建筑物模型的构建,进而为更高(LOD3)级别的建筑物模型构建提供依据。     

三维激光点云数据在既有地下人防工程BIM模型重建中的应用

BIM模型的创建是实现BIM技术应用的第一步,常见的基于CAD图纸的BIM模型创建方法存在建模效率低、空间表现不直观的缺点、本丈以某地下人防工程的B1M模型重建为例,结合=维激光扫描技术,详细阐述了基于维激光点云数据的BIM模型重建过程,主要步骤为:①利用FARO Focus3DX330获取海量点云数据;②利用FARO SCENE软件完成点云数据的配准拼接,滤波去噪.贴图输出;③按目标对象几何形状和功能特征的差异,利用Autodesk Revil分别完成线性类、构件连接类、单体目标类点云对象的B1M模型制作.研究表明,利用三维激光扫描技术可以很好地完成BIM模型的重建.而且具有建模精度高、现场还原度好的优势.     

车载和背包式激光数据融合技术及应用

通过研究线性内插同名点匹配方法,两者相互融合,处理后点云可以高精度识别不同特征地物。结合车载激光LiDAR和背包式激光LiDAR各自的优势,运用点云融合技术解决传统1∶500地形图测绘遗留的难点及相互兼容性。此技术完全满足地形图更新、城市道路设计、三维数字城市和古建筑测量等应用需求。     

利用机载激光点云数据生产DEM的关键技术分析

着重分析了利用机载激光点云数据提取DEM的关键技术：预处理、点云滤波与分类、高精度DEM制作与质量评价技术;建立了基于机载激光点云的DEM生产技术流程,并将其应用于宁波市地理国情普查市情专项——高精度地表模型制作项目中;构建了宁波市建成区规则格网1：2000比例尺的高精度DEM模型,为宁波市地理国情普查提供了数据基础。     

利用点云检测室内导航元素的方法综述

随着大型公共设施的普及和人们室内活动的增多,人们对构建室内精细化导航模型的需求日渐迫切。近年来飞速发展的三维激光扫描、摄影测量、计算机视觉等技术,能够快速高效地获取高精度室内点云数据,为室内精细化导航提供丰富的数据源。如何从海量杂乱的点云中提取出可用于室内导航路径规划的室内导航元素如房间、门窗、楼梯、走廊等,成为了研究的热点和难点。因此,从基于点云的室内导航元素提取所面临的问题出发,综述和评价了近年来各种导航元素提取的相关理论和算法,并针对其各自优缺点,提出利用几何方法与统计方法相结合实现室内导航元素检测和导航网络构建的新思路。     

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。     

基于地物特征提取的车载激光点云数据分类方法

车载激光扫描测量方法较传统摄影测量方法具有更多优点,它能快速采集大面积、高精度的三维空间数据,具有广阔的应用前景。针对车载激光扫描数据的分类问题,提出了一种基于地物特征提取的点云数据分类方法,即采用主成分分析(PCA)方法,在提取多种街区地物点云数据几何特征和总结地物对象特征知识规则的基础上,根据选取的主特征设计一套阶层式的分类方法,并利用该方法对一套车载激光点云数据进行了分类试验。结果表明,该方法的分类效果良好,具有一定的实用性。     

基于移动LiDAR点云数据的室内全要素三维重建

精确的室内三维模型在古遗产保护、公共场所的精细化管理和室内导航等领域有着重要作用,而激光雷达正被逐步应用到室内三维重建中。文中采用移动激光雷达对室内所有附属设施进行高精度激光扫描,得到融合CCD影像色彩信息的彩色点云数据。给出室内全要素三维重建的技术流程,并利用Autodesk CAD等三维建模平台对点云数据进行有效处理,最终得到高精度且带有大地坐标的室内三维模型。实验结果表明,采用移动激光雷达能快速获取高精度的室内三维点云数据。通过文中提出的流程,可快速得到真三维、真尺寸、真纹理的室内全要素模型。     

利用激光点云数据计算采石场开采量方法研究

采石场开采量计算,由于传统测量方法存在获取数据量少、精度低、复杂地形获取数据困难等问题,利用激光点云数据计算采石场开采量具有重要的研究意义。选择李庄采石场作为研究对象,利用徕卡C10获取点云数据,运用Cyclone软件对点云数据进行预处理,Geomagic软件对预处理数据进行精简。采用Cyclone,HD-3LS-SCENE,CASS软件对开采量分别进行计算,详细对比分析计算结果。研究结果表明:三种软件可满足工程需要。Cyclone软件计算精度最高,CASS软件操作快捷方便。根据软件多种性能指标的对比研究,确定采石场开采量行之有效的计算方法。     

建筑物立面激光点云的定位

车载式近景目标3维测量系统,采用激光扫描仪获取建筑物立面点云。激光点云仅具有扫描仪坐标系下的坐标,不便于其他数据融合进行3维建模。文中根据系统的特点和要求,通过建立相应的坐标系,利用已有或优化的坐标转换模型确定坐标系之间的坐标转换关系。依据基准点与载体平台GPS接收机之间同步观测数据将激光点云在扫描仪坐标系下的坐标经过多次坐标转换,得到基准点所在当地坐标系下的坐标。使系统实现了满足精度要求的建筑物立面激光点云的定位工作。     

建筑物立面激光点云的定位

车载式近景目标3维测量系统,采用激光扫描仪获取建筑物立面点云.激光点云仅具有扫描仪坐标系下的坐标,不便于其他数据融合进行3维建模.文中根据系统的特点和要求,通过建立相应的坐标系,利用已有或优化的坐标转换模型确定坐标系之间的坐标转换关系.依据基准点与载体平台GPS接收机之间同步观测数据将激光点云在扫描仪坐标系下的坐标经过多次坐标转换,得到基准点所在当地坐标系下的坐标.使系统实现了满足精度要求的建筑物立面激光点云的定位工作.     

车载激光点云数据的栅格化处理

车载激光点云由于车辆的震动和点云的融合,得到的数据为散乱空间点云。本文通过对空间点云进行两个方向的排序,得到以x值为主排序,z值为次排序的点云图,然后设置栅格,对于每个栅格点,找到投影在XOZ投影面内与其距离最近的激光点,将该激光点的y值赋给栅格点,得到与该区域空间点云相对应的栅格化点云。在按照X值排序时,根据点云的特点给出了一种插入排序算法。实验结果表明栅格化后的点云与原点云在表现建筑结构上效果一致。散乱点云栅格化后为点云的进一步分析打下基础。     

利用点云检测室内导航元素的方法综述

根据建筑物室内墙壁的空间姿态特征, 建立了一种自动绘制室内平面图的点云向量追踪算法。首先截取一定厚度的室内墙体点云并将其投影至水平面, 在投影平面上建立正方形格网, 对投影后的平面点进行分割管理, 并通过八邻域算法对网格内点云进行聚类。然后采用网格重心法对聚类后的点云数据进行抽稀, 并根据邻域内点间距与连线向量夹角大小对抽稀后的点进行追踪排序, 建立追踪方向的向量序列, 结合向量序列中相邻值夹角的突变情况完成不同墙面的点云分割。最后采用最小二乘算法对分割得到的相同墙面点云进行直线拟合, 求取相邻墙体直线的交点, 建立房屋墙体平面投影线段及其空间连接关系, 依序输出墙体投影线段, 完成房屋平面图的绘制并导出DXF格式数据交换文件。通过对某小区建筑物室内扫描数据的分析, 对所提算法进行验证, 结果表明所提算法可准确快速地对室内三维激光扫描点云进行分析处理, 并完成室内建筑物平面图的绘制。