地面三维激光扫描技术在文物保护中的应用研究

摘要

文物是研究我国古代历史文化发展的非常珍贵的实物资料,这些宝贵的文物遗迹随着历史的变迁以及自然或人为的原因都在遭受着不同程度的破坏,急需在传统保护技术的基础上引入数字化的保护方法,同时为了在全球范围内更广泛的传播中国文化提升文物遗迹广阔的旅游价值,更需要具有真实感的数字化展示技术进行有力的宣传。针对文物保护和考古研究的测绘需求,本文详细介绍了地面三维激光扫描仪应用在文物表面点云数据获取、三维建模、虚拟展示等技术的原理和方法,对文物的三维重建及其虚拟展示技术展开研究。
　　本文首先介绍了文物测绘的特点和要求,以及现代文物测绘技术的原理和方法,重点分析了地面三维激光扫描技术在文物测绘中的优势。
　　本文通过地面三维激光扫描技术获取了某铜像的三维点云数据。在Cyclone软件开展点云数据的去噪、拼接等数据预处理技术的研究。
　　利用Geomagic studio12软件对拼接后的点云数据完成了三维精细建模。精细建模的过程按点阶段、多边形阶段和曲面阶段进行。在点阶段对预处理后的点云数据进行进一步的净化、去噪、简化和封装;在多边形阶段对封装后的孔洞进行修复并进行模型简化;在曲面阶段先对简化后的多边形模型进行自由曲面拟合,再精确构建NURBS曲面模型,实现了铜像表面的三维精细建模,并在此基础上对三维几何模型进行纹理映射,得到铜像的真实感数字化模型。
　　最后以铜像数据为例探讨了点云数据和三维模型在文物保护方面的部分应用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.1.1 研究的背景

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

第二章 文物测绘技术

2.1 文物测绘的基本特点与要求

2.2 文物测绘的现代方法

第三章 点云数据的获取及预处理

3.1 地面三维激光扫描系统的工作原理

3.2 点云数据的获取流程

3.2.1 扫描前准备

3.2.2 建立测站控制网

3.2.3 现场扫描

3.3 点云数据预处理

3.3.1 点云去噪

3.3.2 点云拼接

3.3.3 合并点云

第四章 基于点云数据的三维精细建模

4.1 三维精细建模

4.1.1 点阶段

4.1.2 多边形阶段

4.1.3 曲面阶段

4.2 三维模型建立的精度分析

4.2.1 点位精度分析

3.3.2节可以得出点云的拼接精度m3=1mm。

4.2.2 基于三维模型的测量数据与实地测量结果的比较分析

4.3 点云数据及其三维模型在文物保护中的应用

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢