《广州大学》 2019年
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基于三维激光扫描技术的建筑物立面建模

毛远芳  
【摘要】:作为数字城市不可分割的一部分,建筑已成为了城市三维建模的重要研究对象。三维激光扫描技术为空间信息的获取提供了一种高效率、高精度的采集数据新技术。三维点云建模技术快速发展,已成为数字城市、逆向工程、古建筑保护等领域的研究热点。三维激光扫描仪采集建筑物点云和对数据处理应用的过程虽然日趋成熟但仍存在许多技术问题亟待解决。除了需要的目标点云之外,大量的原始点云数据中还包含许多非目标点云数据,大量的数据计算和过多的人工操作失误都会造成精度损失,需要进一步处理才能精确提取建筑物特征信息和提高建模精度。本文利用HS450地面三维激光扫描仪获得校园改造前后的三维激光点云数据,详细分析了数据采集操作细节和实施过程中的一些注意事项。进行了方法总结和实例操作,用于点云数据配准、降噪、精简、分割的预处理过程。重点研究和分析建筑物立面特征提取,针对墙面和窗户特征提取提出了具体算法策略和流程并实施其过程。实例研究得出,墙面轮廓提取的算法策略虽然可以提取简单建筑立面墙面轮廓,但效果和效率不如专业软件的平面提取功能,算法有待改进。窗户提取结果能较好表现窗户的整体轮廓效果,对于不同结构的窗户提取方法可进一步优化。通过实例操作分析总结建筑物立面特征提取的过程。本文还研究了曲面重构法和参数化法两种三维建模技术。将教学楼正立面点云数据基于Geomagic软件进行曲面重构法建模,虽然局部细节模型效果逼真,但最多进行到多边形阶段即奔溃无法完成建模。再分别基于3D Max软件和Sketchup软件进行点云特征提取的参数化法建模和效果分析,重点分析了3D Max软件两种不同的建模流程。针对建模过程中所遇到的问题给出了相应的解决方法,完成后均取得较好的模型效果。最后对比分析曲面重构法和参数化法两种不同建模技术的适用性,城市大型建筑物的建模更合适于特征线提取的参数化法。
【学位授予单位】:广州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU205;TN249

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