三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用

第4期　　　　　　　　　　　　刘旭春等:三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用49

拼接精度有一定的改善。为解决拼接精度问题,本项目经实验研究,利用扫描仪可识别的标靶作为相邻影像的公用控制点,将拼接精度提高到5mm以内,好的拼接精度可达到1～2mm。从实验的结果看,笔者认为ployworks软件会比cyclone获得更好的拼接效果。故宫太和殿扫描拼接后的点云图如图2所示

。

体组件。对于不能分解为常用几何形体的目标实体组成部分则是无效的,此时需要在相应的点集中构造TIN多边形以模拟不规则的表面。最后利用ployworks软件中的texture功能采用贴图技术将CCD摄像机所摄取的物体的颜色信息匹配到各个被测点的三维数据上,这样就得到物体真实的三维立体影像。图3为建模后(仅为大木结构)的太和殿模型(尚未进行纹理处理)。也可以将ployworks或cyclone软件中建好的三维模型输出到AOTUCAD中进行编辑、渲染或打印输出

。

3　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。由于大型复杂的建筑物是以分块多测站的形式扫描的,而每个测站扫描后所得到的影像都是在以测站为坐标原点的独立坐标系下的图像,为使所有分站扫描得到的影像可以归化到同一坐标系下,我们以全站仪导线的形式进行控制测量,通过精确测定标靶坐标,利用cyclone软件把标靶坐标导入到cor2trolspace中,并利用cyclone软件中的registration功能完成坐标匹配,从而完成各测站的独立坐标系向统一坐标系的转换。

图3　实体模型(仅为大木结构)

5　结束语

限于篇幅,本文没有涉及图形编辑、纹理处理等

细节问题,这方面的内容留待以后的文章再深入的探讨。

三维激光扫描仪用于大型建筑物的扫描建模和变形监测等领域还处于起步阶段,模型优化和精度分析等很多工作还有待于随着三维扫描技术的进一步成熟而进行更深入的研究。

参考文献

[1]李必军,方志祥,任娟.从激光扫描数据中进行建筑物特

4　三维模型的建立

要将经过扫描得到的点云转化为通常意义上的三维模型,系统软件至少应该具备以下条件:常用的三维模型组件,如柱体、球体、管状体、长方体等立体几何图形;与模型组件相对应的点云匹配算法;几何体表面TIN多边形算法。

当进行三维建模时,可利用系统软件提供的自动分段处理工具从扫描的点云图中抽取出一部分,共同组成一个物体或物体的一部分点,以进行自动匹配处理,但这种自动匹配方式的处理只适用于那些与软件中所包含的常用几何形体相一致的目标实

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[责任编辑:王　黎]