【摘 要】
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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如今的信息化需求。三维激光扫描技术应运而生,这一技术崭露头角就被广泛应用在数字城市、数字博物馆
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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如今的信息化需求。三维激光扫描技术应运而生,这一技术崭露头角就被广泛应用在数字城市、数字博物馆、逆向工程等生产实践中。三维激光扫描仪以它得天独厚的优势,在文物保护、滑坡监测、地形测绘、大型构筑物变形监测、土方测量、管道设计、桥梁以及工业模型制造等相关领域建设有着广泛应用。基于点云数据的三维建模技术应用越来越广泛,建立完整、精确的三维空间信息数据模型具有重要意义。而且,将三维激光扫描技术与数据库技术、地理信息技术(GIS)以及虚拟现实技术(VR)等相集成也成为目前测绘科学领域研究的热点之一。 本文以点云数据为基础,对三维激光扫描技术实现三维模型重建进行应用研究。文中对三维激光扫描技术在国内外的研究现状、工作原理以及分类进行了详细的阐述,并分析了三维激光扫描技术的特点及其在各个领域的应用。分析了地面三维激光扫描仪数据获取的流程以及数据采集过程中的注意事项,对三维激光扫描仪获取的点云数据的格式及特点进行了讨论,通过对点云数据配准、数据去噪、数据精简、点云分割拟合等步骤分析了点云数据预处理的过程。对地面三维激光扫描技术数据采集主要误差来源以及影响因素进行分析和阐述,通过运用六段解析法对三维激光扫描仪的测距精度进行了检校,验证了三维激光扫描仪应用于传统的三维建模的精度可以达到相关要求的精度。对利用彩色影像对点云数据进行特征边界填补的方法进行了探讨,就利用点云的平面投影提取轮廓线的方法进行了分析,通过牛顿插值法、最小二乘拟合法和三样条插值法对离散点云数据进行光滑实验,应用结果对比分析表明,三样条插值法在拟合离散点云数据方面精度最高。最后使用Geomagic Studio逆向工程处理软件进行了实际的三维建模的实施,对实验采集的点云数据进行了去噪、采样、封装、填补孔洞、拟合曲面片等一系列的三维建模数据处理,将处理过程中不同的操作方法的效果进行了对比,并选用了应用效果较好的方法在本次实验进行应用,利用二维影像对模型进行了纹理映射,完成了点云数据的三维重构,并对模型精度进行了评定。
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