1. 研究目的与意义
文物、古建延续了历史文脉，是人类文明的载体。随着社会经济的发展，文物、古建的价值逐渐受到人们的高度重视。对于文物、古建，必须采取积极的手段进行保护和利用。保护和利用过程需要对文物古建进行维护、整理或修复。重大文物、古建在大规模修复前要求进行精确地测绘工作，以取得较完备的科学记录档案，为文物、古建规划保护和修复提供第一手资料，同时也是研究文物、古建的重要资料。
传统的文物、古建测绘方法是以直尺和角尺、垂球等工具直接量取文物、古建及其构件的尺寸而获取的最终资料是图纸和一些文字记录。这种传统的人工单点接触式测绘效率低下，测绘成果没有统一标准，精度无法保证。落后的测绘技术制约着文物、古建测绘工作的高效开展。
随着数字摄影测量技术的快速发展和数码相机的出现，摄影测量的方法和设备及其应用领域发生了巨大的变化，效率得到很大的提高。但是这种测量必须在被测物体表面或周围布设一定数量的控制点，并且控制点的布设和摄影测量往往使用不同的设备分开进行，“无接触式测量”没有真正实现。另一方面，全站仪作为一种高精度测量仪器在工程测量中被广泛接受，本质上它是一种基于“点”的测量仪器，若能将它与基于“面”的摄影测量有机地结合起来，必将会充分发挥它们各自的效率。其实将相机与经纬仪连接在一起用于地形测量的仪器，称为摄影经纬仪。随着摄影测量进入数字时代，这些仪器逐渐被淘汰。目前，全站仪与数码相机在很多地方一起应用，但它往往分开使用，全站仪只是用来获取控制点的物方坐标，与相机没有直接联系。加拿大拉瓦尔大学的carl gravel等人开发了一套计算机辅助摄影测量系统（computer assisted photogrammetery system,简称caps)。在该系统中数码相机被安装在全站仪水平衡轴支架上，因此相机不能随视准轴垂直旋转，实际应用中带来很多不方便。
2. 研究内容和预期目标
利用影像扫描全站仪对文物、古建进行三维数字化数据采集（包括三维点云数据以及影像数据），并利用后处理软件对采集到的数据进行三维数字化建模，还原文物、古建最真实的几何模型，并根据三维模型（点云上特征点提取）对残缺部分进行数字修复，在三维模型上进行三维逆向工程，实现三维重建。
预期目标如下：
1.根据文物、古建的现场完成三维测量控制网的布设与控制点的设置；
3. 研究的方法与步骤
拟采用以下方法、步骤：
1、通过对影像扫描全站仪的认识和使用，熟悉三维激光扫描的使用过程和注意事项。
2、实体踏勘，完成测区三维测量控制网的布设与控制点的设置。
4. 参考文献
[1] 张序，李兆堃，罗小华，朱威.应用三维激光扫描测量进行文物逆向工程恢复[j].测绘科学，2013,38(6)：169-171.
[2] 白成军，吴葱.文物建筑测绘中三维激光扫描技术的核心问题研究[j].测绘通报，2012(1)：36-39.
[3] 任恒星.is影像三维扫描全站仪在矿山开采土石方测量中的应用[j].地矿测绘，2010，26(3)：45-47.
5. 计划与进度安排
| 第一阶段（前期研究阶段）2022年3月4日至2022年3月31日 熟悉历史悠久的古城苏州众多的文物古迹，阅读相关书籍、参考资料，对苏州市一文物、古建筑进行实地考察。选定一处或几处文物、古建作为数据采集的对象。认识了解拓普康影像全站仪，以及熟悉影像全站仪的操作，并尝试利用影像全站仪采集点云数据，并利用后处理软件对点云数据进行简单处理。熟练掌握影像全站仪外业数据采集的作业流程和注意事项，熟悉了解Geomagic软件的操作使用，根据文物、古建的现场完成三维测量控制网的布设与控制点的设置。
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| 第二阶段（研究、实验阶段）2022年4月1日至2022年4月7日 选择实体进行实验研究，采集数据（点云数据、影像数据）结合数据处理，整理所得资料（包括数据采集流程及数据处理的方法）。对影像三维扫描全站仪测量的控制网布设、控制点设置进行研究论证，探究控制网精度对三维模型精度的影像。探究“点云”数据处理方法（包括点云数据的去躁、拼接、平滑等），对提取特征点和特征面等相关技术进行研究论证，对逆向工程测绘文物形态进行研究，获得必要资料，整理所得资料。获得正确的影像三维扫描全站仪测量的技术路线。
第三阶段（项目数据采集和实施阶段）2022年4月8日至2022年5月10日 对物色好的苏州文物、古建进行三维扫描测量。实地踏勘获得控制网布设以及控制点设置的方案，然后利用影像全站仪根据已获得的技术路线对文物、古建进行三维数字化测量。利用内业数据处理软件Imagemaster For IS对获取的点云数据与影像数据进行处理（点云数据的配准、去躁、拼接、平滑以及影像数据的映射），获得扫描实体的模型数据，并提取特征点和特征面。
第四阶段（项目检查、验收阶段）2022年5月11日至2022年5月17日 对文物、古建数字化模型，利用Geomagic软件研究逆向工程技术对其数字模型“缺陷”进行修补、平滑等处理，构建完善的实物数字模型，同时对所获得的三维构建模型进行实地验证和精度分析。
第五阶段（论文设计，撰写阶段）2022年5月18日至2022年5月29日 对影像型三维扫描全站仪数字化测量文物、古建，以及逆向工程构建的数字模型实现的主要技术路线做出研究论述和应用，完成12000至15000字的论文，并为论文答辩做准备。
第六阶段（毕业论文答辩阶段）2022年5月30日至2022年6月17日 准备答辩ppt,进行预答辩，完成毕业论文答辩。
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