本文關(guān)鍵詞：古文物測繪的三維激光掃描技術(shù)應用研究

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【摘要】：三維激光掃描技術(shù)能夠快速、海量的獲取點云數(shù)據(jù),且能夠逼真的反應目標物的表面特性及細部特征,因此在古文物測繪方面有突出表現(xiàn)。論文以實驗的方式對目標物顏色、粗糙度、入射角度及標靶種類與點云數(shù)據(jù)的拼接方式對點云數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響進行了研究,實驗選擇黃色、綠色、紅色、棕色以及紙質(zhì)、木板、軟木墊為研究對象,分析了目標物表面特性對點云數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響規(guī)律,并初步獲得一定的結(jié)論；并以秦蜀古道申遺項目為依托,在實地獲取點云數(shù)據(jù)時進一步驗證實驗結(jié)論,據(jù)該結(jié)論提出了點云數(shù)據(jù)的兩種不同采集方案：統(tǒng)一掃描精度掃描及按目標物特性分區(qū)域掃描,從點云數(shù)據(jù)的采集效果及穩(wěn)定性的角度評價了兩種采集方案；最后依據(jù)實地獲取的點云數(shù)據(jù)建立秦蜀古道三維模型,在此基礎(chǔ)上提出了基于三維技術(shù)的古文物本體圖、剖面圖的繪制方法,尤其古文物本體圖繪制方法,對比了基于點云數(shù)據(jù)與基于三維模型的兩種繪制方法,具體研究成果如下：1.利用optech三維激光掃描儀,在國資樓3樓進行目標物特性對點云數(shù)據(jù)質(zhì)量影響實驗,認為綠色目標物其點云數(shù)據(jù)質(zhì)量最高,紅色次之,棕色最后；分析粗糙度認為綠色、紅色、棕色目標物點云數(shù)據(jù)質(zhì)量均隨粗糙度增大而提高,黃色目標物規(guī)律與之相反。2.選擇磁性標靶、球形標靶、黑白紙質(zhì)標靶以及基于同名標靶點、特征點云點和全站儀配合觀測三種標靶拼接方案進行實驗,分析該因素對點云數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響,分析認為磁性標靶點精度較高且外業(yè)觀測強度較低,同名標靶點拼接精度最高,總結(jié)認為磁性標靶配合同名標靶點對點云數(shù)據(jù)進行處理其效率最高。3.通過對秦蜀古道進行實地點云數(shù)據(jù)掃描對比分析了統(tǒng)一掃描精度以及據(jù)目標物表面特性分區(qū)域掃描兩種采集方案,認為后者其點云數(shù)據(jù)的采集效果更好且數(shù)據(jù)質(zhì)量較穩(wěn)定,但由于需重復操作,因此費時較長。4.依據(jù)實地采集的秦蜀古道遺址點云數(shù)據(jù),介紹了利用Geomagic Studio軟件對其進行建模的關(guān)鍵步驟及建模效果。5.基于三維激光掃描技術(shù),介紹了一種古文物剖面圖的繪制方法以及基于點云數(shù)據(jù)和基于三維模型的兩種古文物本體圖繪制方法,分析其繪制效果及繪制精度,認為基于點云數(shù)據(jù)的繪制方法精度較高,但受點云數(shù)據(jù)自設(shè)特性所限,繪制過程較為復雜；基于三維模型的繪制方法其操作過程簡便直觀,但精度較基于點云的方法稍低,基本保持在厘米級。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描技術(shù) 考古測繪 點云數(shù)據(jù) 目標物特性 三維建模 古文物專題地圖
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P225.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究內(nèi)容15-16
• 1.4 研究方法與流程16-18
• 1.4.1 研究方法17
• 1.4.2 技術(shù)路線17-18
• 1.5 論文組織安排18-21
• 第二章 目標物特性對點云數(shù)據(jù)的綜合影響實驗研究21-33
• 2.1 粗糙度與顏色對點云數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合影響實驗21-27
• 2.1.1 粗糙度及顏色對點云數(shù)據(jù)的影響原理21-22
• 2.1.2 目標物實驗材料選取及數(shù)據(jù)采集22-24
• 2.1.3 數(shù)據(jù)處理及分析24-26
• 2.1.4 實驗結(jié)論26-27
• 2.1.5 實驗問題及討論27
• 2.2 激光入射角度及顏色對點云數(shù)據(jù)的綜合影響實驗27-32
• 2.2.1 入射角對點云數(shù)據(jù)的影響原理27-28
• 2.2.2 數(shù)據(jù)采集28-29
• 2.2.3 數(shù)據(jù)處理及分析29-31
• 2.2.4 實驗結(jié)論31
• 2.2.5 實驗問題及討論31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 標靶及拼接方式對點云數(shù)據(jù)配準效果的影響33-39
• 3.1 數(shù)據(jù)采集33-35
• 3.2 數(shù)據(jù)處理及分析35-36
• 3.3 實驗結(jié)論36
• 3.4 實驗問題及討論36-37
• 3.5 本章總結(jié)37-39
• 第四章 三維激光掃描技術(shù)在秦蜀古道遺址數(shù)據(jù)采集中的應用研究39-47
• 4.1 試驗區(qū)概況及數(shù)據(jù)采集的準備工作39-40
• 4.1.1 秦蜀古道概況介紹39
• 4.1.2 采集前的準備工作39-40
• 4.2 標靶布設(shè)方案40-41
• 4.2.1 標靶布設(shè)方案40-41
• 4.2.2 標靶及配準方案選擇41
• 4.3 數(shù)據(jù)采集41-43
• 4.3.1 設(shè)站觀測41-42
• 4.3.2 掃描方案選擇42-43
• 4.4 數(shù)據(jù)整理及分析總結(jié)43-44
• 4.4.1 實驗數(shù)據(jù)整理43
• 4.4.2 實驗數(shù)據(jù)分析及總結(jié)43-44
• 4.5 本章總結(jié)44-47
• 第五章 秦蜀古道遺址的模型建立47-61
• 5.1 點云數(shù)據(jù)的預處理47-50
• 5.1.1 點云數(shù)據(jù)標靶拼接47-49
• 5.1.2 標靶中心點提取及精度檢驗49-50
• 5.2 點云數(shù)據(jù)的濾波及著色50-53
• 5.2.1 點云數(shù)據(jù)的濾波51-52
• 5.2.2 點云數(shù)據(jù)的著色52-53
• 5.3 點云數(shù)據(jù)的完整性檢驗53-55
• 5.3.1 多余點云的去除53-54
• 5.3.2 點云數(shù)據(jù)的修補54-55
• 5.4 三角格網(wǎng)的生成55-57
• 5.4.1 點云數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采樣55
• 5.4.2 生成三角格網(wǎng)55-56
• 5.4.3 數(shù)據(jù)簡化56-57
• 5.4.4 曲面模型建立57
• 5.5 模型的紋理映射57-59
• 5.5.1 紋理挑選及制作58
• 5.5.2 紋理映射58-59
• 5.6 本章小結(jié)59-61
• 第六章 基于三維激光掃描技術(shù)的古文物專題地圖繪制方法研究61-75
• 6.1 基于三維模型的古文物遺址剖面圖制作61-65
• 6.1.1 古文物剖面圖的繪制過程62
• 6.1.2 基于點云的古文物剖面圖繪制62-63
• 6.1.3 剖面圖精度分析63-64
• 6.1.4 問題討論64-65
• 6.1.5 總結(jié)65
• 6.2 基于三維模型的古文物本體圖繪制65-69
• 6.2.1 古文物本體圖繪制過程65-66
• 6.2.2 基于三維模型的古文物本體圖繪制過程66-67
• 6.2.3 數(shù)據(jù)整理及分析67-69
• 6.2.4 存在問題69
• 6.3 基于點云的古文物本體圖繪制69-73
• 6.3.1 基于點云的古文物本體圖繪制過程方法69-70
• 6.3.2 數(shù)據(jù)整理及分析70-71
• 6.3.3 實驗結(jié)論71-72
• 6.3.4 古文物本體圖繪制方法對比72-73
• 6.4 本章小結(jié)73-75
• 第七章 研究結(jié)果與展望75-79
• 7.1 研究結(jié)果75-77
• 7.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-82
• 論文基金項目82
• 發(fā)表小論文82
• 實習經(jīng)歷82

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本文編號：532143