面向管理的大型文物遗址三维数字化系统构建

以大型文物遗址为研究对象,通过构建三维数字化系统,实现大遗址场景中不同类型文物的高精度数字化存档、高真实感展示和高效查询等管理功能,并以靖江王陵大陵墓遗址为例,开发一套靖江王陵三维数字化系统,为我国其他大型文物遗址的数字化管理、科学考古、三维展示、文化宣传等服务建立示范应用。     

明代石碑高精度真实纹理三维建模应用

为了解决精细化文物三维测绘精细建模的难题,本文利用手持式高精度三维激光扫描技术对栅栏墓园内的利玛窦墓碑、汤若望墓碑、南怀仁墓碑进行了高精度真实纹理三维激光扫描建模的研究,保证了文物模型的精度、精细度和完整性。手持式高精度三维激光扫描技术结合了三角测量、激光测量、近景摄影测量、自定位等技术手段,实现了对具有一定体量的复杂纹理文物的精细化测绘。本文通过对三角测量技术和近景摄影测量技术的基础原理进行分析,将两者的特点相结合,摸索出一套针对精细纹理和复杂雕刻的文物三维扫描技术流程。通过对手持式激光扫描技术的研究,验证了该技术对文物测绘的可行性和可靠性,为中尺度体量文物测绘总结了一套全新的技术流程,为今后探索针对不同体量的文物三维测绘,以及多种测绘技术相融合奠定了基础。     

基于深度图像的司母戊鼎三维重构及其应用

目前利用三维激光扫描技术获得点云数据来建立文物虚拟三维模型已凸显出极大优势,为了解决传统三角网建模中计算复杂、数据量大、运算时间长等问题,本文提出利用建立深度图像模型的手段来重建文物三维模型。以司母戊鼎为例,通过对点云数据分割、单个深度图像模型建立、纹理映射、模型合并等关键步骤的研究,总结出一套适用于文物三维彩色精细模型构建的工艺流程,并列举了三维彩色精细模型在文物研究与修复方面的应用。     

无人机遥感在大型不可移动文物三维重建中的应用

针对大型不可移动文物三维重建技术存在的困难,本文基于无人机遥感等平台,利用基于图片的三维重建技术,设计了一种低成本、简便高效、较高精度的大型不可移动文物的表面精细几何纹理获取与三维重建的技术流程,对建模中的技术问题进行了研究,并对其精度和实用性进行了评价。其结果较好地满足了文物测量的精度要求;为文物保护与展示等研究提供了新的思路,能全方位、近距离面向公众做三维展示;结果带有精确的地理位置信息,可作为三维GIS平台新的数据采集方法和数据源。     

基于点云数据的不规则文物三维重建——以经幢为例

海量点云数据可以较好地构建文物的三维建模，针对文物复杂的表面结构，传统的算法很难达到精细建模，为了解决复杂模型表面的空间三角网构网问题，本文结合空间三角形的法向量构建三角网，以空间三角网表面的曲率为约束条件，构建物体表面的空间三角网，然后对构建的空间三角网进行精细建模。以昆明市文物——经幢为例进行三维重建试验，结果表明，新方法适合室内文物的三维建模，可以达到较好的效果。     

基于多源数据融合的复杂区域文物三维重建应用

文物数字化是进行文物保护和文物修缮的重要数据。由于部分文物所处环境较为复杂，导致文物数字化过程中单一数据源模型建设受到一定的限制。本文采用基于倾斜摄影数据、贴近摄影测量数据和地面三维点云数据的空地多源数据融合精细建模技术进行复杂区域文物三维模型建设。试验结果表明，多源融合精细化模型可有效解决单一数据源模型存在的扭曲变形、模型粘连、模型空洞等问题，同时对文物表面纹理表达有着更大的优势。     

基于四面体的不规则表面文物体积计算

鉴于不规则表面的文物很难直接进行体积测量,提出一种从三角格网模型计算不规则表面文物体积的方法。该方法利用高精度三维激光扫描仪对复杂表面文物进行扫描获取三维点云数据,并通过对三维点云数据的处理和拓扑重建得到文物的三角格网模型,引入四面体的有向体积法,通过求四面体有向体积来计算文物三维模型的体积。同时,分析此类算法的误差,并在VC#2008环境下利用OpenGL对该三维模型进行显示。     

三维激光测量技术在大型复杂钢结构工程建造中的应用

以山东第一高楼云鼎大厦建造过程为例，对三维激光扫描技术应用于大型复杂钢结构工程建造中的关键技术进行了研究。通过对大型复杂钢结构部件进行三维激光扫描，并与BIM预制模型比对，事先检测钢构件加工误差，提出了大型复杂钢结构部件误差检测关键技术流程，实现了高精度特征误差统计，为大型复杂钢结构工程智能建造提供了有效先进的检测、监测手段，具有较大的借鉴及实用价值。     

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。     

馆藏文物三维测量与重建方法研究

本文提出了一种基于结构光技术的馆藏文物三维测量与重建方法。该方法基于结构光原理获取文物表面密集的点云数据,对点云数据进行粗差检测与剔除、拼接、融合、三维构网等步骤建立精确的文物三维几何模型,为了表现文物本身的颜色材质信息,用高分辨相机获取物体表面的纹理,并将纹理与三维几何模型配准,生成具有高度真实感的、精确的文物三维模型。通过多种文物对该方法进行了测试,证明了该方法具有快速高效、精确逼真、操作简便等特点。     

手持式激光扫描仪在文物测量中的应用研究

运用现代手持式三维激光扫描仪对文物进行精准测量,获取其点云数据,并通过数据预处理、模型特征处理与曲面重构、CAD模型构造及快速3D打印成型进行三维表达,实现文物快速、准确的测量和三维实体表达,为文物的保护和修复提供实体样件,其应用取得了满意的结果。     

面向服务架构的文物管理信息系统的设计与实现

本文探讨面向服务架构的文物管理信息系统的实现方法,基于电子地图、影像和三维模型提供的空间信息服务,设计和实现了不可移动文物查询、文物保护、文物空间模型服务等功能。作者以泰州市文物管理为例,实践了一个面向服务架构的文物管理系统,为文物管理提供了精细化、定量化和可视化的技术手段。     

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。     

小型文物摄影测量三维建模主体对象识别

通过拍照进行三维建模的摄影测量技术是文物数字化的重要手段,然而,在摄影测量文物三维重建过程中,文物所在的场景背景也同时参与计算和建模,需要设法删除,以获得文物单体模型。针对上述问题,本文提出一种小型文物三维模型主体对象识别方法,能够自动删除文物摄影测量三维模型的背景数据。该方法分别利用深度学习网络Mask R-CNN和改进为自动获得初值的One Cut进行文物图像前景内容识别,再融合两种方法的识别结果进行文物图像主体对象分割,最后以二维图像分割结果为依据,逐三角形识别三维模型主体对象,并运用多视角约束法优化识别精度。实验表明,本文方法能够获得小型文物单体化三维模型,无需人工干预且精度较高。     

基于三维激光扫描仪的三维文物模型的建立

三维激光扫描仪可以连续、自动、快速获取目标物表面的采样点数据。本文以文物为例,介绍三维激光扫描仪的工作原理,给出三维数据获取、数据处理、模型建立的基本方法和结果。探讨采用点云数据进行文物建模的方法。     

多源数据在复杂场景建筑物三维重建的应用

随着数字化城市建设的推进,更多复杂大型的建筑需要完成三维建模工作。对于异形且复杂的建筑而言,采用传统的数据采集方式较为烦琐费力。本文利用地面激光扫描仪获取某大型建筑内、外部点云数据,同时结合近景摄影测量技术获得建筑物的多角度影像及正射影像数据,经过点云配准、去噪、几何建模及纹理映射等处理,最终完成大型建筑的三维场景重建,并对此过程中涉及的关键技术进行了研究。     

手持式三维激光扫描仪在文物保护中的应用

手持式三维激光扫描仪适合建立高精度的模型,建立的模型常常被作为文物复制和修复的基准,被广泛应用于文物保护中。以VIUSCAN为例介绍了手持式三维激光扫描仪的特点和测量原理,对手持式激光扫描仪在文物逆向重建中的应用进行详细的阐述,通过与传统激光扫描仪对比分析,验证手持式三维激光扫描仪在文物保护中的优势。并提出了解决手持式三维激光扫描仪在文物三维重建中问题的有效措施。     

大型立交桥三维建模方法研究

立交桥是一个由桥梁、空间交叉和毗邻建筑物等组成的复杂空间结构,在整个城市道路网中占有很重要的地位。由于立交桥其自身的空间结构的复杂性,三维建模有异于一般建筑物和地形,尤其是对于大型的立交桥,其空间跨桥错综复杂、拓扑关系繁多,建模工作更为困难。在已有的数字城市模型中,大型立交桥的三维建模一直是个亟待解决的难题。该文从大型立交桥的三维数据模型与拓扑结构的组织管理入手,提出其三维建模方法的一般流程,以西直门立交桥为实例取得良好的建模效果,最后提出优化大型立交桥三维模型的一些关键技术。     

基于规划管理的大型复杂建筑测量研究与实现

为满足大型复杂建筑的项目建设、规划管理等的需要,研究并应用了规划测量内外业一体化作业模式及三维激光扫描等新技术,实现了作业平台互通及信息数据共享,解决了复杂造型建筑测量的难题,大幅度提高了作业效率.     

真彩色点云三维模型方法研究

通过DLT变换建立三维几何模型上的点与相应文物相片上各彩色像素之间的关系。首先,根据点的扫描坐标,计算该点在真彩色像片上的位置;其次,内插出红、绿、蓝三原色;最后,将三维几何模型与真彩色纹理进行最佳融合。建立文物真彩色真实感觉的数字模型,为数字文物和文物保护提供了理论和技术参考。