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TLS在古建筑物测绘及建模中的应用研究

李俊宝  
【摘要】:地面三维激光扫描技术(TLS)是一种新型的数据获取技术,它不仅能采集到目标物体表面点的三维坐标,还能得到其影像数据和反射值信息,同时它还具有速度快、精度高、非接触等优点,被广泛运用在滑坡监测、地形测绘、文物保护、变形监测、工业逆向工程等领域,将该技术运用到古建筑的测绘及三维模型的重建中来,对古建筑的保护意义重大。本文的主要研究内容如下:(1)介绍了地面三维激光扫描系统的原理及分类,分析了激光扫描仪的扫描精度与分辨率、扫描角、距离等因素之间的关系。以仿古建筑为研究对象,探讨了外业数据采集和内业数据处理过程及注意事项,分析了外业数据采集的误差来源、内业数据处理时配准误差精度、数据去噪分类及方法、数据简化方法。(2)介绍了古建筑特征线自动提取的一些算法,并用霍夫变换方法提取凉亭台基的特征线,由于自动提取特征线方法尚不能满足实际需要。因此,本文使用Cloudworx与AutoCAD结合方法对点云数据进行剖切,提取凉亭的轮廓线、特征线及特征点,并进行二维线划图的绘制,与传统手工量测方法进行对比,得到该方法的误差精度,验证了此方法的可行性。(3)利用两种方法对凉亭进行三维建模,即三角网建模和几何实体建模,分析对比了两种方法的优缺点,用Delaunay三角剖分建立三维表面网格模型,并对其进行漏洞修复、简化、平滑生成最终三角网模型,对纹理数据进行处理,最后运用3dsMax软件建立几何实体模型,对建好的三维模型进行纹理贴图,得到真实场景的三维模型。


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