基于点云数据特征点拼接的建筑物三维重构.pdf

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1、第3期矿山测量No．32014年6月MiNESURVEYINGJun．2014doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．03．25基于点云数据特征点拼接的建筑物三维重构木阎跃观，郭长辉，车通，郭园园，王九韬(q-国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083)摘要：随着数字测图的迅速发展，三维激光扫描技术已经应用到更多的领域。文中以中国矿业大学(北京)某办公楼为研究对象，通过三维激光扫描技术获取建筑物点云数据，采用建筑物点云数据特征点拼接方法，运用RISCANPRO软件和三维建模软件进行了办公楼的三维重构

2、。分析表明：通过建筑物点云数据特征点拼接方法能够提高外业工作效率，拼接精度较高，符合建筑物建模要求。关键词：三维激光扫描技术；特征点拼接；点云；建筑物；三维重构中图分类号：P228．6文献标识码：B文章编号：1001—358x(2014)03—0067—04三维激光扫描技术是继七世纪九十年代中期出来的点位重叠和扫描误差。现的一项高新技术，是继GPS空间定位系统之后又首先对目标建筑物附近的地形进行勘察，以便一项测绘技术新突破。由于具有快速性、不接触性、于进行设立测站点进行观测。因为建筑物都是三维主动性、高密度、高精度等特性，其被广泛应用在文立体

3、的存在于空间之中，所以必须进行多站点测量。物古迹保护、建筑监测、数字城市等领域¨。三维又因为建筑物附近总是会有一些不规则的遮挡物如激光扫描仪进行建筑物的三维重构主要包括外业点树等会阻碍数据的采集而形成噪点，所以要选取视云数据采集、数据拼接、纹理映射、数据预处理、后期角良好，方便架设扫描仪的测站点。由于对办公楼建模等几个方面。通常点云数据拼接采用靶标拼进行数据采集时由于观测空间范围较小，且为了获接，对于较为规则的建筑物，相对于每一站贴反射片取两站直接更多的重复区域，大部分测站点选择在进行靶标拼接，可以采用点云数据特征点拼接方法，目标建筑物的四个

4、角上进行架设仪器，如图1所示。在保证影响建模精度的情况下，既能节省了人力物力，又能提高作业效率。本文利用RieglVZ4000型的三维激光扫描仪对中国矿业大学(北京)某办公楼为研究对象，研究了基于点云数据特征点拼接的建筑物三维重构。1三维激光扫描外业数据采集三维激光扫描仪所采集的数据均为一系列的点云数据，即通过三维激光扫描仪内部的高频率激光束打到建筑物的表面来获取建筑物的空间位置坐图1办公楼观测方案布设图标。由于要建立一个完整的三维立体模型，所以要在同一测站点上进行观测时，有粗扫描和精扫求要对目标建筑物进行全面的立体扫描，不能缺少描两个步骤。

5、首先是进行粗扫描，在选取的测站点必要的空间信息，不然后期点云的重构结果将不是上选取一个较大的视角进行快速粗扫，一般要求点一个完整三维数据模型。在进行选择测站点时要尽密度不要太高，以提高扫描的效率。同时要保证有可能的在减少架设测站点的基础上扫描尽可能多的一定数据的重复率。粗扫完成后开始对目标范围进建筑物点云数据。这样才能减少原始数据拼接时带行精扫。主要是为了能够获得精确清晰地同名点数据，当一个测站点的数据采集完毕之后便可以进行}基金项目：1．中国矿业大学(北京)大学生创新训练项目下一个测站点的数据采集工作。第--80站点进行数(Y2013120

6、9)；2．中国矿业大学(北京)大学生创业训练项目(201311413059)。据精扫时所要选取的精扫区域，选定后便可以进行67第3期矿山测量2014年6月mm、1．7mm、3．3mm、2．3mm，达到了建筑物建模的胡洋，杨小伟，宫帅．基于3维激光扫描的3维模型重要求。建[J]．测绘与空间地理信息．2012，35(10)：167一l69．(2)采用RISCANPRO软件进行了点云去噪、点陈治睿．基于地面激光扫描的建筑物三维模型重建云拼接、纹理映射等数据预处理，建立了办公楼三维[D]．江西：东华理工大学，2012．点云模型图。通过从三维点云模型中

7、获取建筑物的吴耀，龚碚．基于激光扫描技术的三维模型重建[J]．相关物理属性，采用SKETCHuP三维建模软件实现科技信息．2013(3)：102—103．了办公楼的三维重构，取得了较好的效果。吕翠华，陈秀萍，张东明．基于三维激光扫描技术的(3)通过点云数据特征点拼接方法进行建筑物建筑物三维建模方法[J]．科学技术与工程．2012，12三维重构，在保证拼接精度的前提下提高了外业工(10)：24l1—2414．作效率，适合用于建筑群的点云获取与拼接，具有较钱郭锋，范明华，吕志慧，等．基于三维激光扫描技术好的应用前景。的金山寺三维重建[J]．现代测

8、绘．2012，35(4)：15—18．参考文献：【10]齐文娟．利用三维激光扫描仪为古文物建立信息库[J]．测绘通报．2012(增刊)：405—407．[1]杨伟，