三维激光扫描技术在古建筑保护和修复中的应用

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三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例

三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例

一、概述在当今社会,随着科技的飞速发展,各种先进技术被广泛应用于文物保护领域。

其中,三维激光扫描技术以其高精度、无损、非接触等优点,被越来越多的文物保护工作者所青睐和应用。

在本文中,我们将分析三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例,探讨其在文物保护中的重要性和价值。

二、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是利用激光束对物体进行快速、高效、精确的三维测量和表面重建的技术。

通过激光扫描仪器对文物进行扫描,可以获取文物表面的大量点云数据,并且还能够实现高精度的三维重建。

这种技术可以非常真实地呈现出文物的形态、结构和细节,为文物保护和研究提供了重要的数据支持。

三、三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例1. 文物数字化保存在文物保护领域,传统的文物保存方式往往难以真实地表现出文物的形态和细节。

而利用三维激光扫描技术可以对文物进行高精度的数字化保存,不仅可以保留文物的形态,还可以保存下文物的结构和细节,为日后文物的再现和研究提供了重要的数据支持。

2. 文物保护和修复在文物的保护和修复过程中,需要对文物进行精细的观察和分析。

传统的方法往往需要接触文物,容易造成二次损伤。

而利用三维激光扫描技术可以实现对文物的非接触式观察和分析,为文物的保护和修复工作提供了非常重要的技术支持。

3. 文物研究和展示三维激光扫描技术不仅可以为文物的保护提供支持,还可以为文物的研究和展示提供数据支持。

通过对文物进行三维扫描和重建,可以实现文物的多维度展示,为文物的研究和展示提供了全新的方式和途径。

四、个人观点和理解作为文物保护领域的从业者,我深切地体会到了三维激光扫描技术在文物保护中的重要性和价值。

这项技术不仅可以为文物的数字化保存、保护和修复提供重要支持,还可以为文物的研究和展示带来新的机遇和挑战。

随着技术的不断发展和完善,相信三维激光扫描技术一定会在文物保护领域发挥出更加重要的作用。

五、总结三维激光扫描技术在文物保护中的应用实例具有非常重要的意义。

三维激光扫描技术在文物建筑勘察中的应用

三维激光扫描技术在文物建筑勘察中的应用

2020年11月上第49卷第21期施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY15DOI:10.7672/sgjs2020210015三维激光扫描技术在文物建筑勘察中的应用**上海市科委科研项目(19DZ1202400)[作者简介]杨三,硕士,E-mail:*********************[收稿日期]2020-08-26杨三(上海市建筑科学研究院有限公司,上海200032)[摘要]以上海市徐汇区白公馆为例,介绍三维激光扫描技术在文物建筑勘察中的应用。

通过图纸测绘得到建筑物平面、立面、剖面图,根据病害检测结果了解建筑物变形、开裂、空鼓等情况,并通过变形测量得到房屋棱线倾斜角度及室外装饰线条相对高差。

实践应用表明,三维激光扫描技术在文物建筑勘察中具有一定优势。

[关键词]文物建筑;勘察;三维激光扫描;图纸测绘[中图分类号]TU7[文献标识码]A[文章编号]1002-8498(2020)21-0015-03Application of3D Laser Scanning Technology inthe Survey of Historic BuildingYANG San(Shanghai Research Institute qf Building Sciences Co.,Ltd.,Shanghai200032,China)Abstract:Taking an example of Bai Mansion in Xuhui District,Shanghai,this paper introduces the application of3D laser scanning technology in the survey of historic buildings.The building's plan, elevation,and section are obtained through drawing surveying.The deformation,cracking,hollowing,etc.of buildings are found through disease detection.And through the deformation measurement,the inclination angle of the house ridgeline and the relative height difference of the outdoor decorative lines are obtained.Practical applications show that3D laser scanning technology has certain advantages in the survey of historic buildings.Keywords:historic buildings;survey;3D laser scanning;drawing surveying0引言受时间及人类活动影响,文物建筑不断受到侵蚀和破坏,在不损伤文物建筑的前提下,使其长久保存已成全球性课题。

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用李紫璇;巩玉发【摘要】三维激光扫描技术具有高精度、高效率、多元化、多方位等优点,在古建筑前期的信息采集和修缮过程中都有突出的应用价值.文章对盖州市崇教寺大成殿进行调研测绘,探索新兴技术在古建筑保护与修缮方面的应用,指出目前三维激光扫描技术应用中存在的问题,提出将新兴技术与传统修缮方法的优势相结合,以促进古建筑保护修缮技术的更快发展.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】5页(P37-41)【关键词】三维激光扫描技术;古建筑修缮与保护;古建筑测绘【作者】李紫璇;巩玉发【作者单位】辽宁工程技术大学建筑与交通学院;辽宁工程技术大学建筑与交通学院【正文语种】中文0 引言自1930年中国营造学社成立之后,国内以梁思成先生为代表的建筑学家开始对中国现存的古建筑进行测绘和整理。

1982年,我国出台了《中华共和国文物保护法》,随后一大批古建筑保护专家出版了大量历史建筑修缮方面的著作。

总体上,我国古建筑修缮领域一直坚持传统修缮方法的原则。

明朝之前,建筑修缮的方法都掌握在专业匠工手里,匠户子孙不得转户,很多修缮手艺随着朝代的变更和家族的兴衰而失去传承。

明崇祯年间的绵竹灵官楼在“5·12”汶川地震损毁后重建,从始建到即将完工用了8年时间,谁料到,耗费大量人力物力复原的古建筑又损毁于2017年的大火。

建筑修缮技术落后和耗时问题得不到解决,这样的情况仍会再次发生。

正视传统修缮技术的缺失并寻求创新和突破,研究遵守修缮原则并选择符合当前科技发展情况的新技术,是当前古建筑修缮技术创新的课题。

1 传统修缮技术概况传统修缮技术选材严苛、工艺复杂、耗时耗力,且从业人员数量有限,多以师徒间口传心授的方式来获得延续,工匠们大多并不擅长用文字和图纸进行记录。

历史上能够为我们提供完整的建筑修缮方法并流传下来的,只有宋代李诫所著的《营造法式》和清朝的《工程做法则例》,但本质上并不是建筑学专著,而是朝廷颁布的关于建筑的规范和制度,类似于今天政府颁布的建筑规范和建筑法规[1]。

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用

三维激光扫描技术在古建筑建模中的应用在当今数字化时代,科技的飞速发展为各个领域带来了前所未有的变革,古建筑保护与研究领域也不例外。

其中,三维激光扫描技术凭借其高精度、非接触式测量等显著优势,逐渐成为古建筑建模的重要手段。

古建筑作为历史文化的珍贵遗产,承载着丰富的历史、艺术和科学价值。

然而,由于岁月的侵蚀、人为的破坏以及自然灾害等因素,许多古建筑面临着损毁和消失的危险。

为了更好地保护和传承这些文化瑰宝,对其进行精确的数字化建模显得尤为重要。

三维激光扫描技术的工作原理是通过向目标物体发射激光束,并接收反射回来的激光信号,从而获取物体表面的点云数据。

这些点云数据包含了物体的三维坐标、颜色和反射强度等信息,可以非常精确地描述物体的形状和特征。

在古建筑建模中,三维激光扫描技术具有诸多显著的优势。

首先,它能够快速、高效地获取大量的点云数据,大大提高了建模的工作效率。

相比传统的测量方法,如全站仪测量等,三维激光扫描技术可以在短时间内完成对大面积古建筑的测量工作。

其次,该技术具有高精度的特点,可以精确到毫米甚至微米级别,能够真实地反映古建筑的细节和微妙的结构变化。

再者,由于是非接触式测量,不会对古建筑造成任何损害,这对于保护脆弱的历史建筑至关重要。

在实际应用中,三维激光扫描技术的操作流程通常包括现场数据采集、数据预处理、模型构建和后期处理等步骤。

在现场数据采集阶段,需要根据古建筑的特点和规模,合理设置扫描站点,确保能够完整地覆盖整个建筑。

同时,要注意选择合适的扫描分辨率和扫描距离,以获取高质量的点云数据。

数据预处理阶段主要包括点云去噪、拼接和精简等操作,以提高数据的质量和可用性。

模型构建阶段则是利用预处理后的点云数据,通过专业的建模软件生成三维模型。

后期处理包括对模型的纹理映射、优化和渲染等,使其更加逼真和生动。

以某古老寺庙的建模为例,技术人员首先在寺庙周围设置了多个扫描站点,对寺庙的主体结构、佛像和装饰细节等进行了全面扫描。

三维激光扫描技术在文物保护中的应用

三维激光扫描技术在文物保护中的应用

三维激光扫描技术在文物保护中的应用概述文物是一个国家、一个民族的宝贵财富,对其保护与传承一直是重要的任务。

近年来,随着科技的不断进步,三维激光扫描技术逐渐在文物保护中得到应用。

这项技术能够非常准确地记录和还原文物表面的细节,为文物保护和研究提供了新的思路和手段。

一、技术原理与过程三维激光扫描技术是利用激光仪器对文物进行非接触式扫描,通过激光束的照射,获取文物表面的点云数据,并通过计算机软件将这些点云数据转换为具有几何形状和颜色信息的三维模型。

这种技术能够保持文物的原貌,避免了对文物的损害,并且具有高精度、高效率的特点。

二、数字文物的保存与传世通过三维激光扫描技术,文物可以被数字化保存,从而实现对其永久保存与传世。

传统的保存方法存在各种问题,如环境因素导致的腐蚀、劣化以及天灾人祸引发的损坏等等。

而数字化保存则可以将文物的立体形态和纹理等信息保存下来,即使出现问题也能够进行修复。

此外,数字文物的传世也可以通过网络等方式进行,方便世界各地的人们了解和研究。

三、文物修复与重建三维激光扫描技术在文物修复与重建方面有着巨大的应用潜力。

通过扫描文物的损坏部分,可以快速生成与原貌相似的三维模型,这为修复者提供了无限的想象空间。

修复者可以根据模型进行仿真修复,然后制作出精确的修复件,使损坏的文物得以重现。

这种技术不仅提高了修复的效率,还能够最大限度地保持原始材料的完整性。

四、文物展览与学术研究三维激光扫描技术在文物展览与学术研究方面也具备重要价值。

通过对文物进行扫描,可以生成高精度的三维模型,这使得文物可以以数字形式呈现在展览馆或者学术研究场所。

研究者可以通过数字模型进行虚拟展览,观察文物的各个细节,并且进行进一步的研究和分析。

这种虚拟展览的方式可以方便观众与文物互动,同时也保护了文物的完整性。

五、技术挑战与发展前景尽管三维激光扫描技术在文物保护中已经取得了很大的进展,但仍然面临着一些技术挑战。

例如,大规模文物的扫描仍然是一个难题,因为这需要更高的精确度和更快的扫描速度。

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究

三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用研究发布时间:2022-10-14T00:45:05.054Z 来源:《工程建设标准化》2022年6月11期作者:商小玮[导读] 在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

商小玮上海市测慧信息科技有限公司 200433摘要:在二十世纪九十年代中期,三维激光扫描技术作为一种全新的测绘模式出现。

在我国应用到激光技术测距已经有几十年的历史,伴随着自控技术的发展,非接触式三维激光扫描设备横空出世,为测距工作提供了便利条件。

越来越多的行业应用到三维激光扫描技术,由于三维激光扫描技术所特有的优势,三维激光扫描技术在古建筑文物保护中的应用也越来越广泛,以保护古建筑文物为目的,并且对其保护必须是持续性的,所以在古建筑保护中,因其不接触建筑文物,对文物伤害小的优势,使其在古建文物保护中受到广泛的应用。

关键词:三维激光;扫描技术;古建筑文物;应用研究引言:随着时代的发展进步,三维激光扫描技术也逐渐成熟起来,使得三维激光测量技术越来越多的应用到文物保护工作中。

三维激光扫描技术具有实时性、速度快、实效性更高的特点,因此,它迅速地成为获得空间数据的一种重要技术手段。

我国在二十世纪初,把三维激光扫描技术应用在古建筑测绘中,为古建的档案数字化提供强有力的技术支持,为研究中国的古建筑史和建筑理论提供理论依据,同时也对保护古建筑文物起到重要作用。

1三维激光扫描原理测量时,激光测距仪发射激光并以此为基础;把所测的水平和垂直方向角,距离数值作为依据,并计算出被扫描点的三维坐标。

控制电路板、相机、线结构激光光源、以马达控制的可旋转动仪、相应软件与计算机组成了三维激光扫描测量系统。

把激光光源步进转动,作为步进电机带动线结构的基础,为得到自然物体表面的三维测量数据,激光测距仪发射出激光到自然物体表面,自然物体接收到激光讯号后并反射回去,根据激光传播速度从而进行测距。

2三维激光扫描的特点通过激辐射光放大所得到的光源,就是激光。

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用摘要:三维激光扫描技术具备精度高、效果好以及主动性等优势特征,所以近些年被广泛的应用到了建筑仿真、文物保护、古建筑测绘测量等多个领域。

但是,该技术由于发展和应用时间还比较短,所以在古建筑测绘测量中的应用依旧处于初步阶段,还存在很多难点需要进行解决。

三维激光扫描技术运用于古建筑测绘测量工作中,可以说是一种全新的尝试,能够在古建筑测量作业中,缩减消耗的时间,提升工作效率。

关键词:三维激光;扫描技术;古建筑测绘测量应用三维激光扫描技术的推出,是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破,其直接打破了以往传统测量的方式,直接激光扫描的形式,可对大面积范围进行高分辨率扫描,并以此形成的三维坐标数据。

近年来,三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、古建筑测绘测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。

以往常用的古建筑测绘测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等方式,而采用此类方式所需的工作量普遍较大。

而采用三维激光扫描,则能够实施高密度、高精度以及高速度的测量,减少外业工作时间,提升了测量工作的效率。

1三维激光扫描技术的特点及原理分析三维激光扫描仪类型比较多,通常情况下根据扫描平台的不同,可以将其划分成机载激光扫描系统、便携式激光扫描系统以及地面型激光扫描系统等。

比如,日常测量过程中应用较为广泛的地面型三维激光扫描系统,其实际的工作原理为:三维激光扫描系统由脉冲发射器将脉冲信号发射至表面。

此时物体表面在将脉冲信号漫反射之后,使脉冲信号按照同样的路径返回至信号接收器,从而完成精确计算目标点与扫描仪之间距离的目的。

另外,每一个激光脉冲所产生的横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值都可以由精密时钟编码器进行测量和计算。

三维激光扫描的工作过程主为数据采集、数据预处理、几何模型重建、模型可视化、成果输出等几部分组成。

在这其中数据采集所发挥的作用是为模型的重新构建提供精确的点云数据,从而达到有效降低模型重建复杂程度,促进模型精确度和运算速度的目的;而数据预处理则主要是进行所有点云数据的过滤。

激光扫描测绘技术在历史建筑保护中的应用案例

激光扫描测绘技术在历史建筑保护中的应用案例

激光扫描测绘技术在历史建筑保护中的应用案例近年来,激光扫描测绘技术在历史建筑保护领域得到了广泛的应用。

这项技术通过非接触式高精度测量,可以快速、准确地获取历史建筑的三维几何信息,并帮助保护人员进行文物的保护、修复和重建工作。

以下将通过几个实际的应用案例,来探讨激光扫描测绘技术在历史建筑保护中的作用和价值。

第一个案例是激光扫描在修复古庙上的应用。

古庙作为我国传统文化的重要遗产,承载着历史的记忆和文化的传承。

然而,由于岁月的侵蚀和人为破坏,很多古庙的建筑结构已经严重受损,需要进行修复。

传统的修复工作往往需要测绘人员繁琐地手工测量建筑物的尺寸和形状,费时费力且不准确。

而采用激光扫描测绘技术后,只需使用激光扫描仪对古庙进行扫描,即可获取到包括墙体、柱子、梁等在内的详细三维模型。

这样的测绘结果可以快速精确地传输给修复人员,帮助他们进行修复设计和模拟实验,提高修复效果,减少时间和成本。

第二个案例是激光扫描在文物保护中的应用。

文物保护是历史建筑保护工作中至关重要的一环。

传统的文物保护工作往往局限于表面的保护和维护,无法深入了解文物内部的结构和状况。

而激光扫描测绘技术可以通过透射式扫描,获取文物内部结构的详细信息,有效地帮助保护人员进行内部损伤的检测和分析。

举个例子,一座古代佛塔因多年风吹雨淋,其内部的木结构已经有严重的腐朽和虫蛀问题。

传统的检测方法很难发现这些问题,而激光扫描测绘技术可以精确地捕捉到木结构的形状和变形,有效帮助保护人员找出问题所在并采取相应的修复措施。

第三个案例是激光扫描在历史建筑重建中的应用。

有些历史建筑由于战争、自然灾害或人为破坏已经损毁严重,无法进行修复,需要进行重建。

而激光扫描测绘技术可以通过大规模的扫描和数据处理,生成完整的建筑三维模型,为重建工作提供重要的参考和依据。

例如,一座古代宫殿在一次战争中被夷为平地,只剩下残破的石块和少量遗迹。

传统的重建方法需要依靠丰富的历史文献和图纸,但往往缺乏准确的信息。

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三维激光扫描技术在古建筑保护和修复中的应用
唐彬辉建筑0803 200804150319
摘要:古建筑的保护与修复已经成为一个世界性的课题,但是如何在修复过程中尽量减少对古建筑的影响,以及如何提高测量精度?三维激光扫描技术很好地符合了这个要求。

关键词建筑;重建;三维;扫描;应用
如何快速、准确、有效地获取空间三维信息,是许多学者深入研究的课题。

随着信息技术研究的深入及数字地球、数字城市、虚拟现实等概念的出现,尤其在当今以计算机技术为依托的信息时代,人们对空间三维信息的需求更加迫切。

基于测距测角的传统工程测量方法,在理论、设备和应用等诸多方面都已相当成熟,新型的全站仪可以完成工业目标的高精度测量,GPS可以全天候、一天24小时精确定位全球任何位置的三维坐标,但它们多用于稀疏目标点的高精度测量。

随着传感器、电子、光学、计算机等技术的发展,基于计算机视觉理论获取物体表面三维信息的摄影测量与遥感技术成为主流,但它在由三维世界转换为二维影像的过程中,不可避免地会丧失部分几何信息,所以从二维影像出发理解三维客观世界,存在自身的局限性。

因此,上述获取空间三维信息的手段难以满足应用的需求,如何快速、有效地将现实世界的三维信息数字化并输入计算机成为解决这一问题的瓶颈。

三维激光测量技术的出现和发展为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息息数字化发展提供了必要的生存条件。

它的应用很广泛,古建筑保护、文化遗产保护、重要建筑物的施工质量评价、建筑物变形监测等方面特别适用。

下面主要谈谈它在古建筑保护及修复上的作用。

我国的古建筑都是有着很悠久的历史,是我国古代人民的智慧结晶。

如举世闻名的故宫、天坛、平遥古城、苏州园林等。

他们经受了历史的演变,也经受了战争的洗礼,如今有些已经到了修缮的阶段,有些需要重建。

建筑物的恢复与重建是建筑领域中一项主要技术和研究课题。

过去由于种种原因被破坏的那些具有特殊历史意义的古建筑已经永远地消失在历史长河里。

随着科学技术的发展与应用,特别是数字信息与三维模型技术的出现,开创了建筑恢复与重建的新局面。

所谓建筑物的恢复即是将已被破坏的建筑物恢复以往的面貌,使其保持其原来的风姿。

重建则是对于被破坏的建筑物进行重新建设,但不一定保留其原来的风格。

无论是恢复和重建都要依据已有的资料科学地建设。

否则,就很难达到恢复和重建的效果与目标。

因此保留具有历史意义的建筑物原貌资料是今后重建和修缮的主要依据。

传统的资料都是一些历史照片,只能目视判断古建筑的轮廓、形状,其真正的数据资料如形状大小等不能确定,给修复和重建工作带来了很大的困难,甚至使得一些具有历史意义的建筑物不能修复和重建。

新的时期新的技术给建筑物的修复带来了新的技术。

三维激光扫描技术是一门新兴的测绘技术,能够完整并高精度地重建扫描实物数据。

该技术可以真正做到直接从实物中进行快速的逆向三维数据采集及模型重构,无需进行任何实物表面处理,其激光点云中的每个三维数据都是直接采集目标的真实数据,使得后期处理的数据完全真实可靠。

由于技术上突破了传统的单点测量方法,其最大特点就是精度高、速度快、逼近原形,是目前国内外测绘领域研究的热点之一。

三维激光扫描技术目前已在众多领域得到了广泛应用,尤其在建筑设计以及恢复重建方面,它可以深入到任何复杂的现场环境及空间中进行扫描操作,并直接将各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等实体或实景的三维数据完整的采集到计算机系统中,进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据,同时,它所采集的三维激光点云数据还可进行各种后处理工作如:测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实、…等,它是各种正向工程的对称应用即逆向工程的应用工具。

三维激光扫描技术不同于单纯的测绘技术,它主要面向高精度逆向三维建模及重构。

众所周知传统测绘技术主要是单点精确测量,但用它做建模工作时就爱莫能助了,因为描述目标结构的完整属性需要大量的测绘点采集,少则几万个,多则几百万以上,这样才能把目标完整的搬到电脑中来,所以,用现代高精度传感技术做辅助就解决了这个问题,三维激光扫描技术就是这类全自动高精度立体扫描的技术。

三维激光扫描技术可以对每一栋单体建筑进行扫描,记录下建筑内外形制的原状,扫描结果与手工测绘相比,精确度提高了,一些复杂的数值也能得到统计。

比如柱子的生起、侧脚,屋角的起翘、正脊的曲线形态等,并且在电子图上可以直接读取有关数据,比如梁、擦、访等建筑构件的长、宽、高,它们的下垂、倾斜、扭曲、歪闪,等等。

例如:2006年我们在对西藏夏鲁寺的勘查测绘过程中,与清华大学的三维激光扫描技术相结合,很快就验证了聚会大厅内的柱网并不是按常规与党康佛殿和马头金刚殿平行布置,而是略有角度(图1);二层转经道在西、南、北方向的宽度也不尽相同。

由于藏式建筑的随意性及不规则性较大,再加上夏鲁寺的建筑不是同一时期所建,下层建筑与上层建筑的墙体或柱子并不互相对照,墙体也并不一定是规则收分(图2).因此手工测绘很难找出其相对关系和测出准确尺寸,但三维激光扫描技术就可以很好地解决这一问题。

另外,如果在修缮前后都进行一次扫描,还可以直观地发现我们是否真正做到了末改变文物的原形制,文物建筑的问题是否得到了纠正,为我们的文物保护措施起到检测作用。

1.激光扫描采样
三维激光扫描仪的工作过程,实际上就是一个不断重复的数据采集和处理过程,它通过具有一定分辨串的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物体表面的采样结果。

三维激光扫描仪所得到的原始观测数据主要是:①根据两个连续转动的用来反射脉冲激光的镜子的角度值得到的激光束的水平方向值和竖直方向值;②根据脉冲激光传播的时间而计算得到的仪器到扫指点的距离值;②扫描点的反射强度等。

前两种数据用来计算扫描点的三维坐标值,扫描点的反射强度则用来给反射点匹配颜色。

2.模型生成与拼接
在任意一幅点云图中扫描点间的相对位置关系是正确的,而不同点云图间点的相对位置关系的正确与否,则取决于它们是否处于同一个坐标系下。

大多数情况下,一幅扫描点云图无法建立物体的整个模型,因此,如何将多幅点云图精确地“装配”在一起,处于同一个坐标系下,是要解决的问题。

通过激光扫描点云数据的合并,可完成扫描对象的拼接。

数据拼接中转换精度直接影响到建立对象模型的质量和使用。

目前采用较精确的方法是在扫描区域中设置3个或3个以上控制点,从而使得相邻的扫描点云图上有3个以上的同名控制点或控制靶标。

通过人工捕捉并加密扫描,再按最小二乘法计算精确的转换参数,从而实现控制点的强制符合,这样可以将相邻的扫描点云图精确地统一到同一个坐标系中,并完成模型的拼接。

3.应用实例
如图12。

20为袜卡公司的Cyra三维激光扫描系统,它由Cyrax 2500激光扫描仪和Cyclone3.0系统软件组成。

扫描仪最大潮距范围为200m,单点位置测量精度为土6mm。

扫描速率为1列/秒(采样率为1000点/列)或2列/秒(采样串为200点/列)。

扫描密度为每行、每列最多可达1000点。

如图12—21为采用Cyra三维激光扫描系统对清华大学二校门扫描测量所建立的模型图(扫描中采用测站数为4,标靶个数为6)。

三维激光扫描技术为快速、精确三维重建提供了强有力的手段,圆满解决了本工程的技术难题,为施工单位争取了时间,尤其对于景区文物类的实体对象,因其是非接触式测量,所以不会对文物构成任何的伤害;此外,对游客的游览参观也几乎没什么影响。

在以后类似的工程项目当中,应该积极大力推广三维激光扫描技术的应用。

三维激光扫描已经逐渐成为古建筑保护与修复不可缺少的技术手段。

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