基于地面激光點云數據的古建筑建模研究

梅東 史玉峰

摘 要：古建筑是廣大勞動人民智慧與藝術凝聚的文明瑰寶，對古建筑進行保護、修繕、復原是文保主要工作之一。本文采用地面激光掃描技術獲取南京城墻解放門部分表面點云，應用相關軟件構建了解放門表面精細三維模型。

關鍵詞：地面激光掃描; 古建筑測繪; 點云; 三維建模

中圖分類號：P234? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2020）12-175-001

1.引言

古建筑是歷史的沉淀與人類文明的結晶，是廣大勞動人民智慧與藝術凝聚的文明瑰寶，承載著世界共同的記憶。地面激光掃描技術具有無接觸、速度快、精度高等特點，在邊坡監測[1-3]、橋隧測量[4]等領域得到應用，在古建筑測繪與保護方面也有應用[5-7]。本文擬選用地面激光掃描技術獲取南京城墻解放門段的表面點云數據，建立解放門三維點云模型。

2.數據采集與預處理

點云數據采集通常分為現場踏勘、測站布設、建筑物掃描等三步。本次南京城墻解放門掃描路線為：解放門內側（近玄武湖）-門洞-外側，門內、外側各設1個測站點，門洞內設置1個測站點，共3個測站。采用FaroFocus3DX330地面激光掃描儀為數據獲取設備，儀器參數設置為：掃描分辨率為1/4，10m范圍內點云間距6mm。

由于原始點云數據存在很多冗余數據和噪聲，在三維模型構建之前，需要對點云數據進行預處理工作。預處理流程包括：

（1）點云數據拼接配準。本文采用最近鄰迭代配準算法（ICP）對采集的點云數據進行拼接配準，拼接配準報告顯示本次配準精度為4.5mm，少于配準限差6mm，表明拼接配準效果良好?！?br>