大场景数据的获取与重建
建筑信息是城市建设的主要内容，是数字城市的重要组成部分，也是建立数据城市的基础数据。建筑三维建模作为现代城市建设的主体内容，一直在城市规划设计等城市现代化管理过程中得到广泛应用。使用点云数据重建建筑物的场景，但是由于真实场景的复杂性，为了重建真实准确的三维模型，仍然存在许多困难和挑战。其中之一就是数据采集，为了得到一个完整的立体模型的场景，我们必须从不同角度扫描在相同坐标系下获得的数据。大多数三维激光扫描仪的研究都集中在中小型场景的采集上，但由于大型场景数据的需求量多，不能直接获得，要经过一个数量不同的测量方向另一种是三维建模，在离散表面采集阶段需要点云去噪，调平，网格重建掌握，在连续表面重建阶段需要模型块，表面贴装和其他相关的技术熟悉。在本文中，ENVI LIDAR软件作为点云数据处理，建模的平台。关键词 三维激光测量，点云数据，三维建模
目录
1 引言 5
1．1 研究背景和意义 5
1．2 研究现状 6
1.2.1国外研究现状 6
1.3 研究内容 7
2 三维激光扫描仪原理及分类应用 7
2.1 三维激光扫描仪测量原理 7
2.2 三维激光扫描仪的分类 9
2.3 三维激光扫描技术的应用 10
2.3.1 复杂工业设施的测量 10
2.3.2 在城市建设中的应用 10
2.3.3 历史古建筑物的保存和恢复 11
2.3.4 变形监测 11
2.3.5 影视娱乐业 12
3 点云数据的处理 12
3.1 点云数据的特点 12
3.2 点云数据的预处理 13
3.2.1 点云拼接 13
3.2.2 点云去燥 14
3.2.3 点云精简 15
3.2.4 数据网格化 15
3.3 ENVI LIDAR简介 16
3.3.1 LIDAR点云数据处理的操作流程 16
3.3.2 高度密度分割 16
3.3.3 视域分析 17
3.3.4 根据高度过滤点云 17
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
点云数据分类与信息提取 18
3.4.1 获取点云密度图 18
3.4.2 设置产品信息 19
3.4.3 点云数据下生成DEM 22
4 点云模型重建 23
4.1 添加电力线 23
结 论 29
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 引言
二十世纪九十年月中期泛起了三维激光衡量标准这个高科技，是继GPS以后在照射技能方面的新冲破。三维测量技术的出现使得可以快速，高效和准确地获得物体表面的三维数据的技术得到了很大的提升。测量衡量标准技能从点到点的测量装配渐渐发展到利用不用直接接触测量方法的立体测量仪装置，以迅速得到外观取样点的立体坐位定标系。3D激光测量技能的呈现和生长，打败了传统修建物测量的限制性，它不仅仅限制在丈量修建物的长度和宽度的丈量模式中，而且还对三维物理非接触式扫描，而将三维讯息迅速改变为能够由电脑处置的新数字方法，解决了人工收集修建物数字造成的不必要损失。它具有快速，无接触，精度高，自动性强等有点，不仅能够节约资源，节省时刻，并且运用也非常方便，输出格局能够直接与CAD，3D动画器材等软件对接。3D重新修建技能是从平面图像中获取场景或场景工具的三维讯息，并依据获得的讯息光复对象的三维构造模子。它是当前电脑图形、计算机动画、假造实际、规范运算、数字媒体创新范围的常见探究热门。
1．1 研究背景和意义
我们生存在一个立体世界中，可以使用两个观察角之间的差别，加上在视网膜上获得的图片的差别，经过头脑来确定对象联系的立体方位，使用三维视觉，来获得周边环境的立体讯息。基于人眼的天然特征，电脑视觉探讨的热门是怎样使用电脑主动得到立体讯息。在二十世纪八十年月初，马尔博士首先说出了一个视觉理论架子，为3D重新修建创造了先例。跟着专家们对图形电脑视觉的深切探究，庞大的数学模子渐渐与电脑视觉相连，二者相互配合，构成多视角几何，其在3D重新修建范围的运用越来越广泛。
近几年来，随着光学测量设备仪器的三维数据采集的能力在不断的得到提高，使得点云数据的物理模型更加简单易行，为了清晰准确地表现大型场景（主要是室外建筑物场景），测量收入点云模型包含超过1000万象牙。特别是“GPS技术映射后的另一场技术革命领域”诞生了三维激光测量技术，促进了三维建模技术的发展，从而使用点云数据为三维模型重建已经成为了近几年研究热点之一。3D激光测量能够以点云的形式获得修建物阵列的几何图像数字，为快速，集体地建立建筑物3D图像模型供应了新的技能手法。
我们知道在真实世界中，所有物体都拥有立体讯息，所以使用电脑重新修建真实世界中存在的所有物品都是我们一直在探究的热点问题，三维激光测量技术也可以不需要物理表面的任何处理，从其真实数据的真实收集中来重建三维模型，模子将具有强烈的现实感，更准确的图形讯息。因此，基于3D激光丈量技能，3D模字重新修建值得我们关注和深入研究。
目前，小型地面物体三维研究的发展已经非常成熟。然而，虽然对较大地面物体三维模型重建的研究取得了很大的进步，但仍有还存在许多缺点和问题。
依靠3D激光测量技能的上风，完成了3D数据的快速采集，大量数据迅速保存和迅速处置，创设了完备的3D立体模子。这个对于进行精确的地理空间的数据表示具有重要意义。
1．2 研究现状
1.2.1国外研究现状
3D激光丈量技能是比年来新型丈量技能的一个迅速成长，是接纳激光高标准，全自动3D丈量模式。该技能的使用能够一下子得到高度密集大地数字，这个立体数字点是点云数字，接下来能够得到数字的立体坐标处置高度密集的大地模子。点云处理是逆向工程的一个更重要的组成部分，该过程主要是一些点云滤波，点云配准和三维建模。
在一九九二年，CMU大学的Tomasic C和Kanaden T，他们的小组第一次开发了第一个基于图形的3D重新修建体系。该体系通过仿射分解法运算拍摄机的系数，并得到响应模子的立体构造。其系统初步设置了用作简单正交投影模型的相机模型。此条件是基于物体对象的大小必需远不大于现场需要的深度，但体系最后获得的点云数据依然很少。但是此体系首次讲出运动结构的理念，为以后立体重新修建算术供应了基础思路。
贰零二二年，比利时鲁汶大学的Marc Pollefeys开发了一个轮廓主动重新修建体系，该体系操纵要重构的对象的串行图形，并且可以通过组合相机的自定义技术来实现对象的三维重新修建。
目录
1 引言 5
1．1 研究背景和意义 5
1．2 研究现状 6
1.2.1国外研究现状 6
1.3 研究内容 7
2 三维激光扫描仪原理及分类应用 7
2.1 三维激光扫描仪测量原理 7
2.2 三维激光扫描仪的分类 9
2.3 三维激光扫描技术的应用 10
2.3.1 复杂工业设施的测量 10
2.3.2 在城市建设中的应用 10
2.3.3 历史古建筑物的保存和恢复 11
2.3.4 变形监测 11
2.3.5 影视娱乐业 12
3 点云数据的处理 12
3.1 点云数据的特点 12
3.2 点云数据的预处理 13
3.2.1 点云拼接 13
3.2.2 点云去燥 14
3.2.3 点云精简 15
3.2.4 数据网格化 15
3.3 ENVI LIDAR简介 16
3.3.1 LIDAR点云数据处理的操作流程 16
3.3.2 高度密度分割 16
3.3.3 视域分析 17
3.3.4 根据高度过滤点云 17
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
点云数据分类与信息提取 18
3.4.1 获取点云密度图 18
3.4.2 设置产品信息 19
3.4.3 点云数据下生成DEM 22
4 点云模型重建 23
4.1 添加电力线 23
结 论 29
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 引言
二十世纪九十年月中期泛起了三维激光衡量标准这个高科技，是继GPS以后在照射技能方面的新冲破。三维测量技术的出现使得可以快速，高效和准确地获得物体表面的三维数据的技术得到了很大的提升。测量衡量标准技能从点到点的测量装配渐渐发展到利用不用直接接触测量方法的立体测量仪装置，以迅速得到外观取样点的立体坐位定标系。3D激光测量技能的呈现和生长，打败了传统修建物测量的限制性，它不仅仅限制在丈量修建物的长度和宽度的丈量模式中，而且还对三维物理非接触式扫描，而将三维讯息迅速改变为能够由电脑处置的新数字方法，解决了人工收集修建物数字造成的不必要损失。它具有快速，无接触，精度高，自动性强等有点，不仅能够节约资源，节省时刻，并且运用也非常方便，输出格局能够直接与CAD，3D动画器材等软件对接。3D重新修建技能是从平面图像中获取场景或场景工具的三维讯息，并依据获得的讯息光复对象的三维构造模子。它是当前电脑图形、计算机动画、假造实际、规范运算、数字媒体创新范围的常见探究热门。
1．1 研究背景和意义
我们生存在一个立体世界中，可以使用两个观察角之间的差别，加上在视网膜上获得的图片的差别，经过头脑来确定对象联系的立体方位，使用三维视觉，来获得周边环境的立体讯息。基于人眼的天然特征，电脑视觉探讨的热门是怎样使用电脑主动得到立体讯息。在二十世纪八十年月初，马尔博士首先说出了一个视觉理论架子，为3D重新修建创造了先例。跟着专家们对图形电脑视觉的深切探究，庞大的数学模子渐渐与电脑视觉相连，二者相互配合，构成多视角几何，其在3D重新修建范围的运用越来越广泛。
近几年来，随着光学测量设备仪器的三维数据采集的能力在不断的得到提高，使得点云数据的物理模型更加简单易行，为了清晰准确地表现大型场景（主要是室外建筑物场景），测量收入点云模型包含超过1000万象牙。特别是“GPS技术映射后的另一场技术革命领域”诞生了三维激光测量技术，促进了三维建模技术的发展，从而使用点云数据为三维模型重建已经成为了近几年研究热点之一。3D激光测量能够以点云的形式获得修建物阵列的几何图像数字，为快速，集体地建立建筑物3D图像模型供应了新的技能手法。
我们知道在真实世界中，所有物体都拥有立体讯息，所以使用电脑重新修建真实世界中存在的所有物品都是我们一直在探究的热点问题，三维激光测量技术也可以不需要物理表面的任何处理，从其真实数据的真实收集中来重建三维模型，模子将具有强烈的现实感，更准确的图形讯息。因此，基于3D激光丈量技能，3D模字重新修建值得我们关注和深入研究。
目前，小型地面物体三维研究的发展已经非常成熟。然而，虽然对较大地面物体三维模型重建的研究取得了很大的进步，但仍有还存在许多缺点和问题。
依靠3D激光测量技能的上风，完成了3D数据的快速采集，大量数据迅速保存和迅速处置，创设了完备的3D立体模子。这个对于进行精确的地理空间的数据表示具有重要意义。
1．2 研究现状
1.2.1国外研究现状
3D激光丈量技能是比年来新型丈量技能的一个迅速成长，是接纳激光高标准，全自动3D丈量模式。该技能的使用能够一下子得到高度密集大地数字，这个立体数字点是点云数字，接下来能够得到数字的立体坐标处置高度密集的大地模子。点云处理是逆向工程的一个更重要的组成部分，该过程主要是一些点云滤波，点云配准和三维建模。
在一九九二年，CMU大学的Tomasic C和Kanaden T，他们的小组第一次开发了第一个基于图形的3D重新修建体系。该体系通过仿射分解法运算拍摄机的系数，并得到响应模子的立体构造。其系统初步设置了用作简单正交投影模型的相机模型。此条件是基于物体对象的大小必需远不大于现场需要的深度，但体系最后获得的点云数据依然很少。但是此体系首次讲出运动结构的理念，为以后立体重新修建算术供应了基础思路。
贰零二二年，比利时鲁汶大学的Marc Pollefeys开发了一个轮廓主动重新修建体系，该体系操纵要重构的对象的串行图形，并且可以通过组合相机的自定义技术来实现对象的三维重新修建。
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