三维激光扫描在古建保护中的应用分析.doc

三维激光扫描在古建筑保护中的应用研究 甘梦仙1,2 郭广礼1,2 (1江苏省资源环境信息工程重点实验室，2中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州，221116) 摘要：本文从三维激光测量原理出发，着重分析了三维激光用于古建筑物保护时的测量及处理技术，由此体现出三维激光用于古建筑保护的优越性。同时，根据现有的石狮古建保护 实例及三维激光应用于古建筑保护的数据处理工作，指出当前三维激光用于古建筑保护中存在的问题，以便三维激光技术能够更好的应用于古建筑和其他领域。 关键字：古建筑测绘；坐标转换；数字化存档；可靠性 Research on the application of 3-D laser scanning in ancient architecture protection GAN Mengxian1,2 GUO Guangli1,2 (1 Jiangsu Key Laboratory of Resources and Environmental; 2 School of Environmental Science and Spatial Informatics, in China University of Mining and Technology, Xuzhou221116, Jiangsu) Abstracts: This departure from the principle of 3-D laser measurement, focused on analyzing the method and the process of ancient architectures measured by 3-D laser, which reflects the superiority of the three-dimensional laser for ancient building protection. And based on present works for ancient architecture protection for the stone lion and the steps of applying 3-D laser to deal with datas, the paper pointed out that current problems exists in conserving old architecture by 3D laser, so that which could be used in ancient buildings and other areas better. Key words: ancient architecture measurement; coordinate transformation; digitalized archive; reliability 1 引言 三维激光扫描，作为20世纪90年代中期开始出现的一项高新技术，具有速度快、效益高、实时性强成为空间数据获取的一种重要技术手段其它技术手段集成使用，在古建筑保护中相对于传统测绘手段而言更显示出其独特的、无法取代的优越性。2 三维激光地面三维激光扫描测量系统由地面三维激光扫描测量仪、后处理软件、电源以及附属设备构成。空间距离；通过传动装置的扫描运动，完成对物体的方扫描；然后进行数据整理，通过一系列处理获取目标表面的点云数据。’ coordinates and 3D-laser scanner 同时，彩色CCD 相机拍摄被测物体的彩色照片，记录物体的颜色信息，采用贴图将所摄取的物体的颜色信息匹配到各个被测点上，得到物体的彩色维信息。三维激光扫描测量仪原所示。地面三维激光扫描系统扫描得到的数据是点云数据(Points Cloud) ，记录了有限体表面上离散点的空间坐标和某些物理参量。点的表示形式为( x ，y ，z ，intensity ，R ，G ，B) ，不仅包含了点的空间位置关系，还包括点的强度信息和颜色灰度信息。离散的点云数据并不能够真实准确地表达构筑物的整体模型，为了满足三维建模的需求，首先要对所获得的原始点云数据进行处理，包括数据滤波、坐标系转换、数据配准。对目标进行扫描后，扫描点云中可能存在树木、路灯、行人、车辆等不需要的点，造成数据冗余另外，扫描目标的表面存在一些噪声点这些冗余数据或噪声数据是无效的，同时增加了计算机内存，降低了数据处理效率需要对点云数据进行滤波，剔除冗余数据，消除噪声点，提取目标表面的点云数据。点云数据中，点的空间位置信息是以扫描仪自身特定的坐标系统为基准，该坐标系统以仪器中心为原点，以仪器竖向扫描面向上的正方向为Z 轴，与Z 轴垂直的方向为X 轴实际应用中，通常要把坐标系转