A graph edit dictionary for correcting errors in roof topology graphs reconstructed from point clouds

In the task of 3D building model reconstruction from point clouds we face the problem of recovering a roof topology graph in the presence of noise, small roof faces and low point densities. Errors in roof topology graphs will seriously affect the final modelling results. The aim of this research is to automatically correct these errors. We define the graph correction as a graph-to-graph problem, similar to the spelling correction problem (also called the string-to-string problem). The graph correction is more complex than string correction, as the graphs are 2D while strings are only 1D. We design a strategy based on a dictionary of graph edit operations to automatically identify and correct the errors in the input graph. For each type of error the graph edit dictionary stores a representative erroneous subgraph as well as the corrected version. As an erroneous roof topology graph may contain several errors, a heuristic search is applied to find the optimum sequence of graph edits to correct the errors one by one. The graph edit dictionary can be expanded to include entries needed to cope with errors that were previously not encountered. Experiments show that the dictionary with only fifteen entries already properly corrects one quarter of erroneous graphs in about 4500 buildings, and even half of the erroneous graphs in one test area, achieving as high as a 95% acceptance rate of the reconstructed models.     

三维扫描古栈道本体图绘制

针对三维激光扫描技术在古文物本体图制作中的问题,根据点云数据进行本体图的基本思想,提出了一种新的基于三维模型的古文物本体图制作方法。采用均匀分布原则对三维模型与点云数据进行特征信息提取,较好地保留了特征信息;并利用仿射变换将栅格影像分别与基于点云数据与三维模型的特征矢量进行匹配,制作古文物本体图。分析对比数据表明,基于点云的方法匹配精度较基于三维模型的方法稍高,但两者精度均能达到cm级。基于三维模型的本体图制作方法操作直观且制作过程中的误差传递较前者小,是一种在快速的前提下仍能较好保持精度的古文物本体图制作方法,拓展并丰富了有关古文物本体图测绘技术的应用。     

基于三维激光扫描技术的钢结构扰度检测及应用

钢结构在长期荷载及不均匀受力的作用下会产生空间变形,其中扰度是其重要的衡量指标。通常采用全站仪采集钢结构轴线上若干特征点进行分析、计算,由于钢结构特征点难以捕捉,测量存在误差,并且有限的空间离散点难以全面反应钢结构空间变形。本文采用徕卡RTC360三维激光扫描进行钢结构扰度测量;介绍了其作业流程及数据处理方法;利用标靶将各个测站的三维点云拼接成一个整体;采用拟合的方法提取空间特征点及轴线;利用三维点云构建空间模型,并与设计模型进行碰撞分析;可全面地反映钢结构的空间变形情况。     

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。     

基于激光点云的大型文物景观三维重建方法

为了提高景观模型的可靠性,将球体标靶作为点云配准的约束条件,同时引入带有绝对坐标的标靶作为点云转入大地坐标系的起算数据,并将经过纠正的数字影像纹理映射到点云上,从而生成完整的三维景观。云冈石窟的试验证明了该方法的有效性。     

三维激光扫描技术在曲面模型重建中的应用

利用地面三维激光扫描仪对目标物体表面进行多方位、多角度的扫描,可以获取其表面大量且密集的高精度点的三维坐标信息以及反射率信息,将这些信息存储到电脑中,使用专业软件进行处理,再使用建模软件生成建筑物的三维模型。本文所研究的是使用地面三维激光扫描仪,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及模型处理,最终完成曲面模型三维重建的过程。     

激光扫描与无人机一体化控制下的复杂体育场馆高精度三维重建

针对复杂体育场馆外部精细建模在完整性和精度方面存在的问题,本文提出了地面控制、地面激光扫描、无人机建模控制一体化的高精度建模方法。首先应用特制标志建立区域内控制、扫描、无人机高精度一体化坐标系统;其次对地面多站激光扫描点云结合控制坐标进行区域整体平差配准,生成一体化坐标系统下高精度地面点云模型;然后应用无人机数据和控制点生成一体化坐标下的高精度顶部数据;最后融合两种数据生成对象完整高精度精细模型。试验证明,整体平差解算方法可实现多站点云的高精度配准,一体化控制可实现非同源异质数据高精度融合,解决了复杂建筑对象的高精度建模问题,具有很大的实用价值。     

三维激光扫描技术

介绍了三维激光扫描技术原理和点云的拼接方法,给出了三维激光扫描技术和控制测量相结合的坐标转换,从而获得扫描目标的当地坐标,并对精度进行了分析。     

基于Geomagic的复杂实体三维点云建模研究

研究了在Geomagic环境中通过三维点云数据重建三维实体模型的过程,详细介绍了复杂实体点云数据在Geomagic中点云数据处理的全过程,包括点云匹配、点云预处理、封装形成三角面、在多边形阶段破洞修补以及优化处理,最终生成了NURBS曲面。三维重建过程表明,在Geomagic中重建三维模型不仅效率高、精度高,而且软件易于操作。本文涉及的数据处理方法也可以用于三维激光扫描技术在数字矿山、数字城市中应用。     

三维激光扫描仪在测算矿方量中的应用

本文通过使用Riegl VZ-400型号的三维激光扫描仪对某矿堆进行了扫描,对扫描数据进行三维建模后测算矿堆的矿方量.采用GPS测量一定数量控制点的大地坐标与扫描仪测量的坐标进行比较来验证扫描数据的精度,得到平面坐标的差值绝对值最大为0 018m,而高程的差值绝对值最大为0.028m,实验结果表明三维激光扫描仪满足测算矿方量的精度.     

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。     

三维激光扫描技术在建筑立面改造中的应用

当前,如何高效、准确地获取建筑立面图成为在城市的快速更新与发展过程中的热点.三维激光扫描技术因其高效率和高精度特点,日益成为建筑立面改造的首选技术.本文结合项目实例,分析总结了三维激光扫描激光技术在应用于建筑立面改造项目中的一般流程,并介绍了三维激光扫描测量系统原理、涉及的硬软件技术和关键扫描数据的处理方法,可为同类项...     

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。     

平切图大坝地质三维建模及剖切分析

利用剖面图进行地质体建模因其复杂度很高,常常是利用CAD或类似的地质建模软件进行交互式的建模,因此非常耗时.本文以大坝地质平切图(剖面图的一种)为数据源,开发了一种“多段连接”的方法可以自动构建地质体的三维表面模型,以及一种“三次搜索法”用于模型剖切分析,并在实际项目中验证了本文方案的有效性.     

面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用

三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性,成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等,在建设数字城市过程中,采取多种技术方式实现三维模型的获取。包括采用传统手工三维建模实现三维精细模型的精准性,采用三维激光扫描技术实现三维模型数据的超精细化,以倾斜摄影测量的半自动建模方式实现快速建模等。本文从技术角度全面总结了在建设数字城市过程中三维模型的具体技术途径及应用方式。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域,为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。     

基于三维激光扫描技术的人防工事模型重构与应用分析

人防工事狭长且内部环境复杂,对其保护利用需要提供丰富多样的基础资料和成果。三维激光扫描技术突破了传统单点精确测量的局限,可以大面积地获取被测对象表面的三维坐标数据,具有连续、快速、非接触、自动、全天候工作等优势。本文以某段人防工事为例,研究了三维激光扫描的工作流程,并以点云数据为基础进行三维模型的重构和测绘图的制作,完成对点云质量的分析评价。     

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。     

三维激光扫描仪平缓地形分区扫描方法研究

三维激光扫描仪对平缓地形扫描作业时,存在点密度不均匀、冗余数据多、有效扫描半径小等限制。为减少上述限制,提高作业效率,在深入分析三维激光扫描仪工作原理的基础上,提出分区扫描方法:根据到扫描仪中心距离的不同,将扫描范围分为若干环状区域,每个环状区域分别对应不同的竖直扫描夹角,各区域基于扫描点密度均衡的原则,设置不同的扫描参数。试验结果表明:竖直扫描角度分别为88°~89°、85°~88°、70°~85°、45°~70°的分区扫描方法为较理想的方法,与整体扫描方式相比,前者在作业效率、有效扫描半径等方面均有明显优势,数据点密度分布得到很大改善,利用效率明显提高。     

三维激光扫描技术在城市规划核实测量中的应用

介绍了三维激光扫描技术的基本原理以及建设工程规划核实测量的特点,以RIEGL VZ-400三维激光扫描设备为例,探讨了三维激光扫描技术在城市规划核实测量应用中的技术特性,并通过实际项目论证了应用的可行性和优势性。     

三维旋转扫描测量平台设计与实现

本设计主要用于360°旋转的三维扫描,实现角度数据的实时获取。设计中采用单片机控制交流伺服电机进行自定的角度、速度与方向的旋转并实时上传时间、角度数据至上位机进行处理,实现了对平台旋转精度的控制与检测,着重研究了该传感器误差源的产生,对实际应用中的误差进行了定量分析,利用偏心改正、4分频等方法减少了误差,提高了参数精度。角度范围为360°,角度分辨率为0.01°。