三维扫描测量在文物古建复原中的关键技术研究与应用开题报告

1. 研究目的与意义

一、研究的背景：

传统的古建筑测绘以直尺和角尺、垂球等工具直接量取建筑物及其构件的尺寸,而获取的最终资料是"图样"(即图纸)和一些文字记录，而重要古建筑在大规模修复前则要求进行精确的测绘工作,为古建筑保护提供第一手资料,同时也为研究中国古建筑史和建筑理论提供了重要的资料。

在这些相关的要求之下，激光三维扫描技术出现了。激光三维扫描技术能够快速、精确、多方位地获取静态物体的三维模型,并对模型进行进一步的分析和数据处理。该方法在故宫等一些文物古建的修复测绘中进行了大量的实验,都取得了较好的效果,因此，激光三维扫描技术为古建筑测绘的数字化提供了良好的平台。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

利用近年来发展起来的一门新技术影像型三维扫描全站仪测量，对文物古建进行三维数字化测量，通过影像三维激光扫描测量采集数据，对文物古建进行数字化三维建模（点云上特征点提取），对文物古建破坏、修缮和保护进行三维数字化测量，在所获得的“点云”数据的基础上，进行三维模型，实现文物古建的三维数字化复原，为文物古建的恢复修缮提供新的技术支持。

1、对影像型三维扫描全站仪测量理论和方法进行研究。

3. 研究的方法与步骤

拟采用的研究方法：

1、根据现场的具体情况，布设控制网，使用水准仪以及全站仪获得控制点的三向坐标。

2、依照布置好的控制网，使用拓普康影像全站仪—is进行数据采集。

4. 参考文献

[1] 李清泉等著.三维空间数据的实时获取、建模与可视化. 武汉：武汉大学出版社，2003

[2] 梁勇，袁铭，朱春红，刁海亭编著.数字城市化建设与管理.北京：中国农业大学出版社，2005

[3] 余明，丁辰，刘长征等.北京故宫修复测绘研究.北京：测绘通报,2004，（4），11-13

5. 计划与进度安排

第一阶段（前期研究阶段）2022年3月26日至2022年4月6日（二周）

在这一阶段先对作为一个有着2500年历史悠久的古城苏州至今仍保留着众多的文物古迹进行了了解，并对国内、外文物古迹三维数字化工作研究现状和发展趋势进行了一系列的研究。

由于我将要使用的是拓普康影像型三维扫描全站仪—is，所以我先对其具体的操作和使用以及影像型三维扫描全站仪野外测量方法进行了系统的学习并将其熟练掌握，其中对开发软件也有了一定的了解，与此同时也熟练掌握了三维激光扫描内业处理软件，以及cad、三维可视化建模设计平台软件的使用方法，也熟练掌握了三维激光扫描下实现对测绘地形和三维重建的方法，并阅读相关书籍、参考资料，对苏州市一文物古建现场进行考察，以便之后的实验能够顺利进行。