三维扫描测量与逆向工程技术在文物古建模型重建中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术，是继gps空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。由于其具有快速性，不接触性，穿透性，实时、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化等特性，其应用推广很有可能会像gps一样引起测量技术的又一次革命。

建筑延续了历史文脉, 是人类文明的载体。 维护、整理或修复, 同时也需要保护或恢复历史街区随着社会经济的发展, 古建筑的价值逐渐受到人们的重视对于建筑遗产保护工作来说, 不论是日常的维修, 还是损坏后的修缮、修复, 乃至特殊情况下的易地重建, 一套完整准确的测绘图纸是最基本的依据。古建筑测绘则是综合运用测量技术和绘图来记录说明古代建筑。

由于古建筑的现场环境一般都较复杂, 故采用传统直尺, 经纬仪等测量方式, 费时费力, 难度很大, 测量精度也难以保证。

2. 研究内容和预期目标

内容：①绪论部分：包括相关理论和概念、课题研究的目的意义，国内外相关研究进展状况，论文实施的技术路线、研究的内容方法以及预期目标；②模型构建：分析研究三维扫描测量技术和逆向工程技术的应用，熟知文物古建模型重建的步骤；③实验设计：根据所构建的模型进行实验方案设计，完成从技术设计、图纸准备、数据处理各个流程；④结果分析：对文物古建重建过程的合理性和可行性进行分析，并对数据和算法进行精度评价，提出可改进的方法模型。⑤结束与展望：总结论文主要研究成果，分析指出不足之处，探讨进一步研究方向。

本论文拟通过以下流程展开研究

3. 研究的方法与步骤

（1）应用三维激光扫描仪对建筑物进行建模首先要进行观测控制网的布设；

（2）在控制网布设完毕后, 应采用高精度的全站仪进行坐标测量, 获得控制网各点的坐标, 保证控制网的精度高于被测建筑物要求的精度一个等级；

（3）三维激光扫描仪架设在各个控制点上对被测建筑物进行扫描, 获取点云数据，三维激光扫描技术获取的是三维点云数据, 因此能充分体现出建筑物的特征信息。

(4)在获取三维空间数据之后，我们需要进行后续的数据处理，比如：去除噪音、统一坐标系、生成模型和模型分析等。

4. 参考文献

(1)丁宁1, 王倩1, 陈明九2( 1. 山东建筑大学土木工程学院, 山东济南 250101; 2. 山东建筑大学教务处, 山东济南 250101)基于三维激光扫描技术的古建保护分析与展望 2010

(2)罗小华(苏州科技学院建筑系, 江苏苏州 215011) 基于三维激光扫描技术的古建筑测绘 2009

(3)赵建勋，涂群章，秦 龙，潘 明（解放军理工大学 工程兵工程学院，江苏 南京 210007）逆向工程中模型重建技术现状与发展

5. 计划与进度安排

（1）接受任务，内容理解，指导教师讲解、讨论、阅读指导教师规定的文献，并对文献进行简单浏览，归类，归纳模块。熟悉开发软件，熟练掌握三维激光扫描内业处理软件，以及cad、三维建模设计平台软件的使用方法，掌握在三维激光扫描下实现对文物古建数字化三维重建方法。阅读相关书籍、参考资料,撰写开题报告（2017.3.13-2022.3.26）。