基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接的建筑物三維重構(gòu).pdf

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1、第3期礦山測(cè)量No．32014年6月MiNESURVEYINGJun．2014doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．03．25基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接的建筑物三維重構(gòu)木閻躍觀，郭長(zhǎng)輝，車通，郭園園，王九韜(q-國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京100083)摘要：隨著數(shù)字測(cè)圖的迅速發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。文中以中國礦業(yè)大學(xué)(北京)某辦公樓為研究對(duì)象，通過三維激光掃描技術(shù)獲取建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接方法，運(yùn)用RISCANPRO軟件和三維建模軟件進(jìn)行了辦公樓的三維重構(gòu)

2、。分析表明：通過建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接方法能夠提高外業(yè)工作效率，拼接精度較高，符合建筑物建模要求。關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)；特征點(diǎn)拼接；點(diǎn)云；建筑物；三維重構(gòu)中圖分類號(hào)：P228．6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—358x(2014)03—0067—04三維激光掃描技術(shù)是繼七世紀(jì)九十年代中期出來的點(diǎn)位重疊和掃描誤差?，F(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù)，是繼GPS空間定位系統(tǒng)之后又首先對(duì)目標(biāo)建筑物附近的地形進(jìn)行勘察，以便一項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)新突破。由于具有快速性、不接觸性、于進(jìn)行設(shè)立測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。因?yàn)榻ㄖ锒际侨S主動(dòng)性、高密度、高精度等特性，其被廣泛應(yīng)用在文立體

3、的存在于空間之中，所以必須進(jìn)行多站點(diǎn)測(cè)量。物古跡保護(hù)、建筑監(jiān)測(cè)、數(shù)字城市等領(lǐng)域¨。三維又因?yàn)榻ㄖ锔浇偸菚?huì)有一些不規(guī)則的遮擋物如激光掃描儀進(jìn)行建筑物的三維重構(gòu)主要包括外業(yè)點(diǎn)樹等會(huì)阻礙數(shù)據(jù)的采集而形成噪點(diǎn)，所以要選取視云數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)拼接、紋理映射、數(shù)據(jù)預(yù)處理、后期角良好，方便架設(shè)掃描儀的測(cè)站點(diǎn)。由于對(duì)辦公樓建模等幾個(gè)方面。通常點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接采用靶標(biāo)拼進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)由于觀測(cè)空間范圍較小，且為了獲接，對(duì)于較為規(guī)則的建筑物，相對(duì)于每一站貼反射片取兩站直接更多的重復(fù)區(qū)域，大部分測(cè)站點(diǎn)選擇在進(jìn)行靶標(biāo)拼接，可以采用點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接方法，目標(biāo)建筑物的四個(gè)

4、角上進(jìn)行架設(shè)儀器，如圖1所示。在保證影響建模精度的情況下，既能節(jié)省了人力物力，又能提高作業(yè)效率。本文利用RieglVZ4000型的三維激光掃描儀對(duì)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)某辦公樓為研究對(duì)象，研究了基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接的建筑物三維重構(gòu)。1三維激光掃描外業(yè)數(shù)據(jù)采集三維激光掃描儀所采集的數(shù)據(jù)均為一系列的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即通過三維激光掃描儀內(nèi)部的高頻率激光束打到建筑物的表面來獲取建筑物的空間位置坐圖1辦公樓觀測(cè)方案布設(shè)圖標(biāo)。由于要建立一個(gè)完整的三維立體模型，所以要在同一測(cè)站點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，有粗掃描和精掃求要對(duì)目標(biāo)建筑物進(jìn)行全面的立體掃描，不能缺少描兩個(gè)步驟。

5、首先是進(jìn)行粗掃描，在選取的測(cè)站點(diǎn)必要的空間信息，不然后期點(diǎn)云的重構(gòu)結(jié)果將不是上選取一個(gè)較大的視角進(jìn)行快速粗掃，一般要求點(diǎn)一個(gè)完整三維數(shù)據(jù)模型。在進(jìn)行選擇測(cè)站點(diǎn)時(shí)要盡密度不要太高，以提高掃描的效率。同時(shí)要保證有可能的在減少架設(shè)測(cè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)上掃描盡可能多的一定數(shù)據(jù)的重復(fù)率。粗掃完成后開始對(duì)目標(biāo)范圍進(jìn)建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣才能減少原始數(shù)據(jù)拼接時(shí)帶行精掃。主要是為了能夠獲得精確清晰地同名點(diǎn)數(shù)據(jù)，當(dāng)一個(gè)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集完畢之后便可以進(jìn)行}基金項(xiàng)目：1．中國礦業(yè)大學(xué)(北京)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目下一個(gè)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集工作。第--80站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)(Y2013120

6、9)；2．中國礦業(yè)大學(xué)(北京)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(201311413059)。據(jù)精掃時(shí)所要選取的精掃區(qū)域，選定后便可以進(jìn)行67第3期礦山測(cè)量2014年6月mm、1．7mm、3．3mm、2．3mm，達(dá)到了建筑物建模的胡洋，楊小偉，宮帥．基于3維激光掃描的3維模型重要求。建[J]．測(cè)繪與空間地理信息．2012，35(10)：167一l69．(2)采用RISCANPRO軟件進(jìn)行了點(diǎn)云去噪、點(diǎn)陳治睿．基于地面激光掃描的建筑物三維模型重建云拼接、紋理映射等數(shù)據(jù)預(yù)處理，建立了辦公樓三維[D]．江西：東華理工大學(xué)，2012．點(diǎn)云模型圖。通過從三維點(diǎn)云模型中

7、獲取建筑物的吳耀，龔碚．基于激光掃描技術(shù)的三維模型重建[J]．相關(guān)物理屬性，采用SKETCHuP三維建模軟件實(shí)現(xiàn)科技信息．2013(3)：102—103．了辦公樓的三維重構(gòu)，取得了較好的效果。呂翠華，陳秀萍，張東明．基于三維激光掃描技術(shù)的(3)通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)拼接方法進(jìn)行建筑物建筑物三維建模方法[J]．科學(xué)技術(shù)與工程．2012，12三維重構(gòu)，在保證拼接精度的前提下提高了外業(yè)工(10)：24l1—2414．作效率，適合用于建筑群的點(diǎn)云獲取與拼接，具有較錢郭鋒，范明華，呂志慧，等．基于三維激光掃描技術(shù)好的應(yīng)用前景。的金山寺三維重建[J]．現(xiàn)代測(cè)

8、繪．2012，35(4)：15—18．參考文獻(xiàn)：【10]齊文娟．利用三維激光掃描儀為古文物建立信息庫[J]．測(cè)繪通報(bào)．2012(增刊)：405—407．[1]楊偉，