激光掃描和數碼相機進行古建筑三維重建研究

傳統(tǒng)的古建筑測繪以直尺和角尺、垂球等工具直接量取建筑物及其構件的尺寸,而獲取的最終資料是"圖樣"(即圖紙)和一些文字記錄。而重要古建筑在大規(guī)模修復前則要求進行精確的測繪工作,為古建筑保護提供第一手資料,同時也為研究中國古建筑史和建筑理論提供重要資料。激光三維掃描技術能夠快速、精確、多方位地獲取靜態(tài)物體的三維模型,并對模型進行進一步的分析和數據處理。該方法在故宮的修復測繪中進行了大量的實驗,取得了較好的效果,為古建筑測繪的數字化提供良好的平臺。

古建筑測繪是指測量建筑物的形狀、大小和空間位置,并在此基礎上繪制相應的平、立、剖面圖紙。但是,隨著測繪技術的革命性變革,傳統(tǒng)測量手段已無法完全滿足實踐的要求。三維激光掃描技術的發(fā)展為全面獲取建筑物表面的三維數據提供了可能。本文詳細論述了三維激光掃描技術的特點和優(yōu)勢,研究了點云數據的采集、去噪、拼接以及立面圖的制作,嘗試了古建筑建模的方法;通過項目實例,總結出外業(yè)\"控制與碎步相結合\"+內業(yè)\"先單體,后整合\"的整體解決方案。結果表明:利用三維點云數據制作的立面圖可以直觀的體現古建筑的結構形態(tài)。

本文通過介紹三維激光掃描技術,給出了基于三維激光掃描儀的外業(yè)點云測繪實施方案和數據處理流程。結合實例分析了用戶對于三維激光掃描點云數據處理軟件和生成三維古建筑模型的需求,通過建立古建筑數據庫,設計了基于gis的古建筑數字保護系統(tǒng)。結果表明,三維激光掃描結合gis技術用于古建筑數字化保護具有重要意義。

20世紀90年代以來,三維激光掃描技術迅速興起,被廣泛應用于文物保護、建筑測繪、地質勘探、火災監(jiān)控、城市規(guī)劃設計、軍事數據分析等多個領域。它利用高速激光掃描測距的原理,利用被測對象大量點位的三維坐標信息,可迅速及時地建立被測對象精確的三維數字模型。相對于傳統(tǒng)的測繪技術,三維激光掃描技術不但迅速及時,而且精度較高,同時數據采集全面化、立體化,后期處理軟件也高效快捷,可以在短時間內精確計算各項數

隨著三維激光掃描技術的逐漸成熟,大型激光掃描設備已經開始投放市場,并在眾多領域開始了應用。結合三維激光掃描技術在古建筑保護中所遇到的一些應用問題作了探討。

融合應用三維激光掃描測量、低空無人機航攝、數據庫、虛擬現實及建筑信息模型等技術,解決了古建筑園林數字化過程中數據獲取、地形測繪、精細三維建模、互動展示、數據管理與分析應用等關鍵技術,制定了一套包含古建筑激光掃描測繪、三維建模完整的解決方案,為古建筑園林數字保護、模擬修繕方案等提供技術支持。

三維激光掃描技術是一種全新的測繪手段,可以對待測繪物體進行全方位、各角度、內外全面和無接觸式的數據采集,越來越多的應用到各個行業(yè),在古建筑保護中,三維激光掃描儀具有遠程測繪、不接觸古建筑本體、對古建筑本體傷害性小等特點,在古建筑勘測中受到越來越多的重視。本文介紹了三維激光掃描技術在古建筑保護的應用方向。詳細論述了三維激光掃描外業(yè)在采集古建筑數據的要求和方法,針對古建筑彩繪的外業(yè)三維數據采集和影像數據采集提出了具體的采集方法和精度要求。針對古建筑點云數據進行了各種數據配準方法的比較,提出在古建筑數據配準時適合大小場景古建筑的配準方法。以點云剖面的形式輔助古建筑專業(yè)人員繪制手工測繪圖紙,同時結合法式測繪對古建筑整體形變、梁架形變、柱子形變和墻體形變進行分析。由于自身的特點和優(yōu)勢,三維激光掃描技術在古建筑勘測領域的應用會越來越廣泛和深入。

指出三維激光掃描技術又稱為"實景復制技術",它的出現是測量領域繼gps技術之后的又一項測繪新技術,并且已經成為獲取空間信息數據的重要技術手段,通過對前人研究成果的研讀,總結了前人的理論成果,分析了當前點云數據配準技術的發(fā)展情況,以期對將來研究起到一定的理論指導意義。

簡要介紹了三維激光掃描系統(tǒng)的研究背景和分類,著重闡述了三維激光掃描系統(tǒng)在逆向工程、歷史古建筑的保護、變形監(jiān)測、減災等方面的應用,指出三維激光掃描的普及應用將給測繪學科帶來新的發(fā)展機遇。

通過建立高精度控制網作為室外檢校場,借助標靶對leicascanstation2型三維激光掃描儀進行實地測試,并對達到的點位精度進行分析與評定,得出該儀器掃描距離為40m、80m時,點位精度分別為±4.7mm和±6.3mm。研究結果可為三維激光掃描技術的進一步應用提供經驗和借鑒。

扎實做好工程施工測量技術作業(yè)過程中的精確度控制工作,是保障和提升我國工程施工作業(yè)活動綜合技術水平的基本條件,本文圍繞三維激光掃描在工程測量中的應用選取三個具體方面展開了簡要的分析論述.

通過三維激光掃描測量技術快速獲取建筑物3d空間數據,是當前數字城市建設的研究內容。針對建筑物平面特征較多的特點,在總結三維激光掃描點云粗差剔除算法的基礎上,探索穩(wěn)健平面擬合算法,對點云數據中有用信息的提取提出一種粗差剔除方案。通過對一組建筑物的三維激光掃描點云原始數據進行粗差剔除測驗,證實了方案的可行性和可靠性。對三維激光掃描在數字城市建設中的應用進行了一定的探索。

\"數字校園\"建設是科技發(fā)展的必然趨勢,為加快這一進程,本次研究將地面三維激光掃描技術應用到大學校園。本文以z+fimager5010c地面三維激光掃描儀采集到的吉林建筑大學基礎實驗樓數據為基礎,運用3dsmax、autocad、pointcloud等建模軟件建立三維模型。同時將依據點云數據建立的實體模型與實際測量數據進行對比和精度分析,驗證了地面三維激光掃描儀在建筑物三維模型建立中的精度和可靠性。

隨著經濟和科學技術的發(fā)展和進步,建筑業(yè)也發(fā)展到了前所未有的高度?，F在的建筑業(yè)之所以可以最快的速度發(fā)展,是因為許多先進的科學技術的研發(fā)問世,將這些科學技術合理地運用到建筑業(yè)中,可以直觀地將建筑物的內部結構及外部形態(tài)展現在人們面前,有效地保障了國家的經濟效益和人民群眾的財產安全。為了促進建筑業(yè)的發(fā)展,使建筑物更直觀、具體地呈現在人們眼前,三維數據激光掃描數據技術已經被廣泛應用到了建筑領域中。

近些年來，隨著我國掃描技術的不斷成熟，三維激光掃描技術的出現與應用不僅提高了測量效率、降低測量難度，而且在很大程度上拓寬了測量的領域，由于其具有收集數據速度快、精準度高、方法多樣等特性．成為目前在測量中廣泛應用的新技術之一。在對城市道路地形及街景測量中，三維激光掃描技術作為一種新型的測繪技術更是發(fā)揮出了重要作用。本文也就三維激光掃描技術的基本概述進行了分析，并結合三維激光掃描技術在成都二環(huán)路改造竣工圖實測中的應用，闡述了三維激光掃描技術在測量中應用的可行性。

簡要介紹了三維激光掃描技術,闡述了地面三維激光掃描儀工作原理,根據點云配準的概念,通過研讀前人研究成果,歸納總結了目前的點云數據配準研究狀況,指出了當前點云數據配準研究現狀中存在的問題,并提出了進一步研究的方向.

近些年來，隨著我國掃描技術的不斷成熟，三維激光掃描技術的出現與應用不僅提高了測量效率、降低測量難度，而且在很大程度上拓寬了測量的領域，由于其具有收集數據速度快、精準度高、方法多樣等特性．成為目前在測量中廣泛應用的新技術之一。在對城市道路地形及街景測量中，三維激光掃描技術作為一種新型的測繪技術更是發(fā)揮出了重要作用。本文也就三維激光掃描技術的基本概述進行了分析，并結合三維激光掃描技術在成都二環(huán)路改造竣工圖實測中的應用，闡述了三維激光掃描技術在測量中應用的可行性。

基于三維激光掃描數據的建筑物三維建模 作者：吳靜，靳奉祥，王健，wujing，jinfeng-xiang，wangjian 作者單位：山東科技大學,地球信息科學與工程學院,山東,青島,266510 刊名：測繪工程 英文刊名：engineeringofsurveyingandmapping 年，卷(期)：2007，16(5) 被引用次數：7次 參考文獻(11條) 1.李清泉.楊必勝三維空間數據的實時獲取建模與可視化2003 2.盧秀山.李清泉.馮文灝車載式城市信息采集與三維建模系統(tǒng)[期刊論文]-武漢大學學報（工學版）2003(03) 3.王健.靳奉祥.盧秀山動態(tài)激光測圖數據處理系統(tǒng)[期刊論文]-山東科技大學學報(自然科學版)2005(04) 4.鄭德華三維激光掃描數據處理的理論與方法[學位論文]2005

隨著城市的快速發(fā)展,對舊城進行改造已成為美化舊城區(qū)、提升舊城區(qū)人民生活質量的有效手段.本文將探討三維激光掃描技術在舊城改造中的應用,采用autocad軟件進行建筑物外立面的繪制并采用山維eps軟件編寫腳本程序計算需要進行改造的部分的面積.

隨著現代科技的高速發(fā)展，數字測圖的方式也在不斷地更新?lián)Q代，其中最具有代表性的就是三維激光掃描儀與全球定位系統(tǒng)（gps）的完美結合，不僅取代了傳統(tǒng)測繪方法的測時較長、勞動強度高等缺點，而且還能高效快捷的獲取數據，具有容并性、靈活性、智能性等強大的優(yōu)勢。從各個方面介紹了三維激光掃描儀系統(tǒng)，包括測量原理、應用現狀以及其在地形測量中的應用過程，并且與傳統(tǒng)的測量方式進行了比較，綜合結果表明，三維激光掃描儀能夠完美的取而代之，提高了測量數據的準確性，確保了測量作業(yè)能夠高質量的完成。

在公路、鐵路等工程設計期間經常需要測量在中線一定范圍內的陡崖孤峰的斷面線，傳統(tǒng)的測量手段大多屬于接觸式測量，測量過程難以實施。三維激光掃描技術的快速發(fā)展為這一測量難題提供了新的思路。本文采用reigl三維激光掃描儀對陡崖進行掃描，然后經過后期數據處理獲取了陡崖的斷面。實驗證明三維激光掃描技術在測量陡崖斷面具有強大的優(yōu)勢。

掃描系統(tǒng)的發(fā)展起始于1960年代左右，早期的掃描儀主要應用于隧道、井、以及橋梁的對齊操作、變形測量、以及工程測量。隨著大量的研究開發(fā)以及計算機設備的發(fā)展，直至1990年代中期才廣泛應用于地形測量。三維激光掃描技術能獲取目標的空間信息，具有大面積、高自動化、高速率、高精度的測量的特點，采集過程安全簡單、節(jié)省人力并且具有強大的數據理能力，幾乎可以提供任何位置、任何細節(jié)的信息，作業(yè)成果完全能滿足高寒地區(qū)地形測量。