地面三维激光扫描建模在建筑物测绘中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇地面三维激光扫描建模在建筑物测绘中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：结合当前的实践应用经验来看，三维激光扫描测量技术已逐步发展病成为获取空间数据信息的最主要途径。在地面三维激光扫描工作的开展过程当中，能够获取建筑物相关的坐标数据以及反射信息，将其作用于建模工作，对于建筑物，乃至整个周边区域的三维重建有突出的意义与价值。本文依据这一实际情况，主要探讨地面三维激光扫描建模技术在建筑物测绘领域中的应用要点，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。

关键词：地面三维激光扫描 建模 建筑物测绘

[Abstract] with the current practical experience， 3D laser scanning measuring technology has been gradually developed disease become the main way for obtaining space data information. In the development process of terrestrial 3D laser scanning work， can obtain building coordinate data and related information will be reflected， the modeling work， for building， 3D reconstruction and the surrounding region has the significance and value of outstanding. Based on the actual situation， mainly discusses the application of terrestrial 3D laser scanning modeling technology in the field of building surveying， hoping to draw special attention and attention of all staff.

[keyword] ground 3D laser scanning； modeling； building surveying

在应用三维激光扫描技术的过程当中，扫描区域内各种建筑物及地形主体均能够通过点云数据的方式，展现其所对应的三维空间尺寸数据，形成建筑物主体所对应的反射率参数。在以上实时扫描数据的支持下，配合对外置数码相机终端的应用，能够使相关建筑物主体的纹理特征得到全面的保留，这对于提高建筑物三维建模质量而言有重要意义与价值。本文及主要探讨地面三维激光扫描建模在建筑物测绘领域中的应用方法及其技术要点，总结如下：

1、获取点云数据的方式分析

根据拟测绘建筑物所处区域的覆盖范围与面积特点，设置对应的测绘站点，每个测绘站点对应设置1个标靶。采用测站-后视的方式对建筑物各个建筑立面进行三维激光扫描处理。对于未设置控制点的测绘站点，需要将点云数据统一到所处区域内的大地坐标系统下。该操作的实现方式为：通过设置全站仪的方式，根据建筑物所处区域的控制网控制点，测放地面三维激光扫描过程中对应的测站以及标靶点坐标参数，根据该参数对控制点点位进行校核处理。

2、点云数据的处理技术分析

在地面三维激光扫描技术的作用之下，所获取的点云数据需要经过一系列的预处理，以确保能够在是三维建模中得到可靠的应用。

首先，为了避免点云数据当中的噪声因素对建模质量造成影响，所采取的数据处理方法为：在俯视状态下剔除建筑物周边明显的噪声数据（数据来源包括道路行人、车辆、行道树等在内），这部分噪声数据可通过框选的方式人工删除。今儿，基于距离值处理方式，根据阈值由系统自动完成去噪处理。需要注意的是：针对去噪后出现空洞的区域，需要进行修复。具体的修复技术为：根据三维激光扫描期间的扫描仪拍摄照片信息，在对称性原则下，在构建线框模型的操作环节当中完成对特征线的提取。

其次，要求通过控制点配准的方式对点云数据进行配准以及拼接处理。具体的操作方法为：将控制点所对应的坐标数据导入专业的点云处理软件当中，设置对应的X坐标、Y坐标参数，通过测站-后视方式完成对点云数据的配准处理。同时，可根据所设置的测站点、后视点数据，注册后由系统自动完成对不同测站点云数据的拼接工作，形成完整的数据文件。

3、三维建模方法分析

利用点云数据建立物体的三维表面模型有基于不规则三角网TIN模型构建和基于线框模型构建。在基于不规则三角网的模型构建中，需要寻找建筑物所对应的种子点以及种子三角形数据，然后通过一定的算法，操作种子三角形同时面向各个方向进行扩张，最终形成一张充分涵盖建筑物主体的三角网，形成三角模型。但，以上方法实现难度较大，存在一定局限性。而对于基于线框模型的三维建模方法而言，其主要是通过提取特征线的方式，形成相应的多边形，并在拼接处理下形成多边形网格，支持完成对建筑物三维模型的构建。整个方法操作简单可行，故推荐使用。

在应用本方案构建建筑物三维模型的过程当中，首先需要进行建筑物特征线的提取。提取过程推荐采取的方法为直接提取。即根据地面三维激光扫描处理下所获取的点云数据，直观反映建筑物外表面轮廓特征，从而对相关特征线进行提取。而建筑物特征线的提取即可建立在CAD软件的基础之上，人工绘制形成。激光扫描下的点云数据储存为*.dwg格式信息，并结合特征线绘制相对应的线框模型。按照此种方式，在3DS Max软件模块的作用之下，完成对建筑物三维模型的构建。期间需要注意的是：由于建筑物各个立面多是通过单独建模的方式组合形成整体模型的，合并过程中立面相互之间所产生的交叉修正难度较大。故而，可以优化采取建筑物相邻立面同步建模的方法，降低交叉、缝隙的发生率，改善建模精确度。

4、结束语

当前技术条件支持下，包括土木工程、矿产开采、建筑测绘、以及工业测量在内的多个行业领域当中均实现了对三维激光扫描技术的应用，并逐步的普及开来。在三维激光扫描技术的作用之下，所获取的数据信息具有较高的精度、密度、主动性、数字化、自动化特征与优势，故而可显著提高对建筑物主体的三维建模质量。操作人员需要根据三维激光扫描技术所获取的建筑物相关点云数据，在把握数据去噪、数据配准、数据拼接等多个环境操作要点的基础之上，对表面特征线进行有效提取，从而达到重建目的。

参考文献：

[1] 徐进军，王海城，罗喻真等.基于三维激光扫描的滑坡变形监测与数据处理[J].岩土力学，2010，31（7）：2188-2191，2196.

[2] 刘春，李楠，吴杭彬等.机载激光扫描中复杂建筑物轮廓线平差提取模型[J].同济大学学报（自然科学版），2012，40（9）：1399-1405.

[3] 杨必胜，魏征，李清泉等.面向车载激光扫描点云快速分类的点云特征图像生成方法[J].测绘学报，2010，39（5）：540-545.

[4] 李健，胡书桥，邓增兵等.基于综合改进ICP算法的三维激光扫描技术在露天矿边坡测绘中的应用[J].煤田地质与勘探，2012，40（1）：51-54.