地面三維激光掃描技術(shù)在文物三維重建中的應(yīng)用——以金殿為例
發(fā)布時間:2021-09-18 07:14
針對文物三維重建中大部分文物不可以直接接觸,而且對文物的無損檢測精度要求較高的問題,運(yùn)用HS650地面三維激光掃描儀,以云南昆明金殿為例,用Auto CAD 2014、3ds Max 2015等軟件進(jìn)行三維重建,闡述了文物的點云數(shù)據(jù)獲取、處理、三維重建和紋理映射的基本流程,探討了三維激光掃描技術(shù)在文物三維重建中的應(yīng)用;诘孛嫒S激光掃描技術(shù)對文物進(jìn)行作業(yè),提高了數(shù)據(jù)精度、降低了數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜程度,為后期的數(shù)字化文物建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
【文章來源】:城市勘測. 2020,(03)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
處理后的點云
三維激光掃描儀可以看作一臺自動測距、測角的無棱鏡的全站儀。通過發(fā)射高強(qiáng)度的激光束到被測目標(biāo),再反射到三維激光掃描儀上,進(jìn)一步計算從物體反射回來的激光波的相位差來計算和記錄目標(biāo)物體的距離S,水平角度α和垂直角度θ,坐標(biāo)系統(tǒng)如圖1所示。測量時,儀器通過測出坐標(biāo)原點O至被測目標(biāo)P之間的距離S、水平角α和垂直角度θ并根據(jù)式(1)計算出目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)P(X,Y,Z)[7]。3 數(shù)據(jù)的采集與處理
數(shù)據(jù)獲取時,需要采集激光點云數(shù)據(jù)、文物的紋理影像和掃描站點位置信息。本文使用HS650三維激光掃描儀來采集金殿表面的尺寸和形狀點云數(shù)據(jù),用GNSSRTK、全站儀對實驗區(qū)域進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè),用高分辨率數(shù)碼相機(jī)采集金殿表面的紋理數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集的流程,如圖2所示:(1)研究區(qū)域踏勘。依據(jù)目標(biāo)物的外部輪廓、細(xì)節(jié)特征、空間分布,結(jié)合掃描所需精度和分辨率,確定掃描站數(shù)及儀器架設(shè)位置并合理布設(shè)控制網(wǎng)。由于掃描儀自身特點,數(shù)據(jù)采集時應(yīng)盡量避免自遮擋與被遮擋,相鄰兩站應(yīng)具有15%~30%的重疊區(qū)域,掃描距離應(yīng)控制在30 m~50 m。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]徠卡三維激光掃描系統(tǒng)在建筑物精細(xì)建模中的應(yīng)用[J]. 朱曙光,何寬,周建鄭. 測繪通報. 2018(02)
[2]基于三維激光掃描的校園建筑物三維建模研究[J]. 付晨,徐愛功,徐辛超. 測繪與空間地理信息. 2017(11)
[3]三維建模技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 葉滿珠,廖世芳,包富華. 信息與電腦(理論版). 2017(15)
[4]采用激光掃描的古田會議會址三維幾何造型建模[J]. 黃明偉,唐麗玉,黃洪宇,陳崇成. 華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]兩種建模方法在古文物三維模型重建中的研究[J]. 羅寒,王建強(qiáng),張飛,宋丹妮. 工程勘察. 2016(02)
[6]三維激光點云聯(lián)合無人機(jī)影像的三維場景重建研究[J]. 閆陽陽,李永強(qiáng),王英杰,李立雪,吳珍珍. 測繪通報. 2016(01)
[7]地面激光掃描和數(shù)碼相機(jī)在化石重建中的應(yīng)用[J]. 于明旭,紀(jì)志浩,黃國斌,林樂勝. 交通科技與經(jīng)濟(jì). 2013(04)
[8]三維掃描技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 吳玉涵,周明全. 計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2009(09)
[9]利用激光掃描和數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行古建筑三維重建研究[J]. 鄧非,張祖勛,張劍清. 測繪科學(xué). 2007(02)
[10]三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 劉旭春,丁延輝. 測繪工程. 2006(01)
碩士論文
[1]基于三維激光掃描技術(shù)的建筑物立面建模[D]. 毛遠(yuǎn)芳.廣州大學(xué) 2019
[2]地面三維激光掃描技術(shù)及其在古建筑測繪中的應(yīng)用研究[D]. 張維強(qiáng).長安大學(xué) 2014
本文編號:3399714
【文章來源】:城市勘測. 2020,(03)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
處理后的點云
三維激光掃描儀可以看作一臺自動測距、測角的無棱鏡的全站儀。通過發(fā)射高強(qiáng)度的激光束到被測目標(biāo),再反射到三維激光掃描儀上,進(jìn)一步計算從物體反射回來的激光波的相位差來計算和記錄目標(biāo)物體的距離S,水平角度α和垂直角度θ,坐標(biāo)系統(tǒng)如圖1所示。測量時,儀器通過測出坐標(biāo)原點O至被測目標(biāo)P之間的距離S、水平角α和垂直角度θ并根據(jù)式(1)計算出目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)P(X,Y,Z)[7]。3 數(shù)據(jù)的采集與處理
數(shù)據(jù)獲取時,需要采集激光點云數(shù)據(jù)、文物的紋理影像和掃描站點位置信息。本文使用HS650三維激光掃描儀來采集金殿表面的尺寸和形狀點云數(shù)據(jù),用GNSSRTK、全站儀對實驗區(qū)域進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè),用高分辨率數(shù)碼相機(jī)采集金殿表面的紋理數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集的流程,如圖2所示:(1)研究區(qū)域踏勘。依據(jù)目標(biāo)物的外部輪廓、細(xì)節(jié)特征、空間分布,結(jié)合掃描所需精度和分辨率,確定掃描站數(shù)及儀器架設(shè)位置并合理布設(shè)控制網(wǎng)。由于掃描儀自身特點,數(shù)據(jù)采集時應(yīng)盡量避免自遮擋與被遮擋,相鄰兩站應(yīng)具有15%~30%的重疊區(qū)域,掃描距離應(yīng)控制在30 m~50 m。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]徠卡三維激光掃描系統(tǒng)在建筑物精細(xì)建模中的應(yīng)用[J]. 朱曙光,何寬,周建鄭. 測繪通報. 2018(02)
[2]基于三維激光掃描的校園建筑物三維建模研究[J]. 付晨,徐愛功,徐辛超. 測繪與空間地理信息. 2017(11)
[3]三維建模技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 葉滿珠,廖世芳,包富華. 信息與電腦(理論版). 2017(15)
[4]采用激光掃描的古田會議會址三維幾何造型建模[J]. 黃明偉,唐麗玉,黃洪宇,陳崇成. 華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]兩種建模方法在古文物三維模型重建中的研究[J]. 羅寒,王建強(qiáng),張飛,宋丹妮. 工程勘察. 2016(02)
[6]三維激光點云聯(lián)合無人機(jī)影像的三維場景重建研究[J]. 閆陽陽,李永強(qiáng),王英杰,李立雪,吳珍珍. 測繪通報. 2016(01)
[7]地面激光掃描和數(shù)碼相機(jī)在化石重建中的應(yīng)用[J]. 于明旭,紀(jì)志浩,黃國斌,林樂勝. 交通科技與經(jīng)濟(jì). 2013(04)
[8]三維掃描技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 吳玉涵,周明全. 計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2009(09)
[9]利用激光掃描和數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行古建筑三維重建研究[J]. 鄧非,張祖勛,張劍清. 測繪科學(xué). 2007(02)
[10]三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 劉旭春,丁延輝. 測繪工程. 2006(01)
碩士論文
[1]基于三維激光掃描技術(shù)的建筑物立面建模[D]. 毛遠(yuǎn)芳.廣州大學(xué) 2019
[2]地面三維激光掃描技術(shù)及其在古建筑測繪中的應(yīng)用研究[D]. 張維強(qiáng).長安大學(xué) 2014
本文編號:3399714
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