基于激光扫描数据的文物精细三维模型构建方法研究

三维激光扫描技术能够准确、无接触地获取地物表面的三维数据,使得复杂目标三维数字化重建成为可能。本文以大型佛像为例,研究文物精细三维模型构建方法,实现了大型复杂文物真三维重建,建立了文物数字档案,为文物保护、修复提供了科学依据。     

基于多源数据融合古建筑三维重建技术的研究

将无人机倾斜影像、地面三维激光点云和数码相机照片相结合,从影像数据与点云数据2个层面研究数据融合的理论及策略,通过数据预处理、坐标系统一、数据配准、影像点云融合、点云数据融合实现三维实景重建。建立的三维实景模型,能够真实全面地还原和反映目标物全貌,且具备直观表达对象整体空间信息的能力。通过点、线、体3个层面的精度验证可以得出,本文提出的多源数据融合建模方法能够建立无遮挡、无空洞、细节表达完整的三维实景模型,且模型精度良好,为古建筑数字化保护拓展了一个新的方向。     

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。     

三维激光扫描结合BIM技术的古建筑三维建模应用

完备的图纸资料是古建筑加固、修缮的关键,当前大量古建筑的现存资料不能满足修缮的要求,因此对古建筑建立电子信息档案意义重大。原有建筑信息获取方法通过传统人工测绘结合CAD来实现,此方法效率低、成本高且测量过程中容易对古建筑造成二次破坏。鉴于此,依托青岛市广兴里里院,将三维激光扫描技术与BIM技术相结合,对古建筑从获取点云数据到特征线提取再到创建三维模型全过程进行研究,以期为损坏的古建筑进行恢复、再现和重建提供技术支持。研究表明,该技术能够达到建模精度,效率高,在测量过程中可避免对古建筑的破坏,可以为类似工程提供借鉴参考。     

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。     

三维激光扫描仪在古建筑数字化保护中的应用

三维激光扫描仪相比较传统的对古建筑的测绘工作具有速度快、信息全、无接触、误差小等无法比拟的优点，近年来在古建筑修缮、重建中得到广泛应用。本文以郑氏宗祠数字化重建为实例，使用Trimble TX8激光扫描仪，基于Realworks、Sketchup软件，构件了郑氏宗祠三维模型，并尝试对斗拱精细构件进行重建，实现了古建筑三维数字化存档。并且本文对古建筑数字化保护的技术路线、外业数据采集、内业数据处理、数字三维模型重建相关技术进行了详细阐述和总结。     

古建筑空间数据管理系统的开发

以东莞可园古建筑为例,研发了古建筑空间数据的管理与分析应用系统。首先采用地面三维激光扫描技术采集并制作了古建筑的点云数据、三维模型、平立剖测绘图、图像文本信息等二三维数据,然后基于SQL Server建立了古建筑空间数据库,集成开发了管理应用系统,实现了古建筑空间数据的查询显示、保存、更新、量测与对比分析等功能,为古建筑遗产的研究和开发利用提供了高效的工作平台。     

融合多源数据的三维建模方法及精度分析

以地面相机影像、低空无人机影像和地面三维激光点云数据为融合对象,研究空地影像融合、低空影像融合地面三维激光点云和低空影像融合三维白模进行三维建模的方法,并对其三维建模精度和建模效果进行综合分析。这3种融合方法进行三维建模丰富了三维模型的色彩纹理信息,提高了三维模型的几何结构精度,能满足较大场景的三维实景模型的建模要求,为数字化古建筑(古文物)保护提供具有较高价值的参考数据。     

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。     

无人机近景摄影支持下的古建筑三维建模

三维建模已经广泛应用于文物保护、工程测量、城市服务、应急救灾、林业保护等多个方面。本文结合实际工程经验,对多旋翼无人机近景摄影的古建筑物三维建模进行了研究,提出了一种自主飞行结合手动多高度、多角度拍照的古建筑三维建模方法,并通过多个试验场景,验证了三维模型的精度和质量。同时,引入地面布设的控制点,利用空中三角测量及密集匹配技术,进而获得古建筑上各个特征点的三维坐标,为近景摄影测量在古建筑物变形监测方面的研究提供了新的思路。     

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。     

三维激光点云和无人机倾斜模型的融合应用

在对建筑物进行三维实景数据采集时,地面三维激光扫描和无人机倾斜摄影测量是常用的技术手段,通过两种手段获取的数据类型不同,对空间的展示效果及精度也存在差异,特别是在获取建筑物顶部和近地部分的数据各有优劣势,将无人机获取的建筑物顶部数据和地面三维激光扫描获取的近地部分数据进行处理,通过空间多个同名公共点进行转换、匹配,将点云和模型两种数据融合。本文以一个古城门为例进行数据采集,介绍了外业测量和内业处理的方法,并对融合精度进行了分析、探讨。     

水上水下一体化三维河道场景构建与展示

随着无人机与新型航拍技术的发展,无人机倾斜摄影技术在大范围地形数据采集过程中发挥了重要作用,三维测绘相关研究得到了极大的促进。而针对水利行业所需的水上地形与水下地形一体化生产过程的研究相对较少。本文布设统一控制点,采用固定翼无人机倾斜摄影测量技术进行水上地形测绘,应用RTK配合测深仪在船上进行水下河道三维地形数据采集,对于涉河建筑物采用BIM软件进行参数化建模。最后,针对水上地形数据,水下河道地形数据及建筑物三维模型进行融合处理,得到水上水下一体化三维河道场景,搭建Cesium平台进行三维展示。其研究成果可为水上水下一体化测绘与可视化提供技术帮助,有助于推进智慧水利的应用发展。     

三维激光扫描技术在天津市历史文化街区三维模型库建立中的应用探讨

利用地面三维激光扫描技术,获取历史文化街区内建筑、场景的高精细的点云数据,将点云与1∶500比例尺的DLG平面文件进行匹配,获取建筑的平面及高程信息。根据获取成果制作天津市历史文化街区重点保护建筑、场景的高精细三维建模,实现历史文化街区内各类建筑、场景的三维仿真,建立数字化档案库。为历史建筑的保护提供数字化档案信息,可以永久的记录城市面貌、建筑风貌以及文化底蕴,实现历史文化街区的保护、复原、修缮、规划及研究等工作。     

一种基于影像的古建筑点云生成方法

针对现有古建筑数字化保护点云模型生成方法存在的诸多问题,该文采用增量式运动恢复结构技术构建了一种基于影像的古建筑点云模型生成方法,可简单、快速、低成本地实现古建筑点云生成。首先使用普通相机拍摄目标古建筑影像集并平滑预处理,然后使用运动恢复结构技术构建三维稀疏点云模型,最后密集点云加密处理并纹理映射得到古建筑三维点云模型。该方法创新性地将运动恢复结构技术引入古建筑点云生成领域。实验结果表明:该方法能快速构建古建筑三维点云模型,为古建筑数字化保护点云模型建立提供了一种新思路。     

基于三维激光扫描的校园建筑物三维建模研究

"数字校园"建设是科技发展的必然趋势,为加快这一进程,本次研究将地面三维激光扫描技术应用到大学校园。本文以Z+F IM AGER 5010c地面三维激光扫描仪采集到的吉林建筑大学基础实验楼数据为基础,运用3ds max、Auto CAD、Point Cloud等建模软件建立三维模型。同时将依据点云数据建立的实体模型与实际测量数据进行对比和精度分析,验证了地面三维激光扫描仪在建筑物三维模型建立中的精度和可靠性。