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基于三维激光扫描的关中地区古塔数字模型库构建技术研究及应用
摘 要
Research and application of the construction of A
ABSTRACT
图表目录
1 绪论
1.1 选题背景及来源
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 测绘技术现状
1.3.2 三维激光扫描技术在古建筑数字化保护的研究现状
1.3.3 三维激光点云领域的算法研究
1.3.4 古塔基础信息库建设现状
1.4 主要研究内容及组织结构
1.4.1 论文研究的主要内容
1.4.2 论文结构
2 关中地区古塔现状和三维点云数据采集方案
2.1 关中地区古塔现状
2.2 三维激光扫描技术
2.2.1 三维激光扫描系统及其原理
2.2.2 三维激光扫描系统分类
2.3 古塔三维点云数据采集方案改进和点云数据处理流程
2.3.1 古塔三维点云数据采集方案改进
2.3.2 扫描方案
2.3.3 三维点云数据主要处理流程
2.4 本章小结
3 关中地区古塔三维点云数据的预处理
3.1 关中地区古塔三维点云数据的自动配准
3.2 改进的C均值和双边滤波的古塔三维点云数据去噪算法
3.2.1 点云去噪算法的发展状况
3.2.2 几种典型的点云去噪方法
3.2.3 基于聚类和滤波相结合的三维点云去噪方法
3.2.4 实验验证与分析
3.3 基于区域空间的关中地区古塔点云数据简化算法
3.3.1 点云简化算法的发展现状
3.3.2 几种典型的点云简化算法
3.3.3 基于区域空间的点云简化算法
3.3.4 实验验证与分析
3.4 本章小结
4 关中地区古塔三维点云数据非闭合孔洞边界提取和修补
4.1 点云模型孔洞边界提取和修补方法
4.1.1 现有点云模型孔洞边界提取方法发展状况
4.1.2 现有点云模型孔洞修补方法发展状况
4.1.3 现有点云模型孔洞边界提取和修补算法
4.2 非封闭孔洞的提取和检测
4.3 构建非封闭孔洞曲面数学模型
4.3.1 确定孔洞邻近域的特征面
4.3.2 计算局部坐标系
4.3.3 基于移动最小二乘法构建隐式曲面
4.4 孔洞填充点计算
4.4.1 计算重新采样点的轴坐标值
4.4.2 计算填充点
4.5 实验及结果分析
4.6 本章小结
5 关中地区古塔点云数据特征提取
5.1 三维点云数据特征提取典型算法
5.2 新的aIB算法背景理论
5.3 基于aIB的点云数据特征提取算法设计
5.4 实验及结果分析
5.4.1 论文前期对凉亭古建筑的实验分析
5.4.2 关中地区古塔点云数据特征提取实验结果
5.5 本章小结
6 关中地区古塔数字化信息应用
6.1 关中地区古塔图形绘制结果
6.2关中地区古塔背景及砖石古塔轮廓尺度规律类比研究
6.2.1关中地区古塔的历史及地域背景
6.2.2砖石古塔建筑外轮廓尺度规律的类比研究
6.3 关中地区古塔外轮廓尺度规律挖掘探析
6.3.1 关中地区古塔尺寸信息及外轮廓形制图像
6.3.2 古塔建筑高宽比例中的“黄金分割三角形”关系
6.4 应用三维激光扫描技术的古塔抗震性能分析
6.4.1 三维激光扫描技术与有限元之间转换
6.4.2 结构抗震性能有限元分析及基师塔模型建立
6.4.3 有限元分析
6.4.4 建立基师塔计算模型
6.5 关中地区古塔模型在地震作用下的反映及抗震性能评估
6.5.1 基师塔模型在地震作用下的反映及抗震性能评估
6.5.2 罗山寺塔模型在地震作用下的反映及抗震性能评估
6.5.3 香积寺塔模型在地震作用下的反映及抗震性能评估
6.5.4 抗震性能评估方法
6.5.5 抗震性能评估指标
6.6 砖石古塔加固建议
6.7本章小结
7古塔基础信息数据库系统设计
7.1 数据库及接口
7.1.1 数据库平台选择
7.1.2 数据库访问接口选择
7.2 古塔基础信息数据库需求分析
7.2.1 数据需求分析
7.2.2 功能需求分析
7.3 数据库设计
7.3.1 概念设计
7.3.2 数据库总体架构
7.3.3 逻辑结构设计
7.4 数据库存储与索引技术
7.4.1 数据库信息存储
7.4.2 数据库索引技术
7.5 基于WebGL-LOD的古塔可视化系统
7.5.1 系统功能实现与界面设计
7.5.2 数据入库与更新
7.5.3 用户分组与权限设计
7.5.4 WebGL-LOD实时优化渲染
7.5.5 数据浏览与应用
7.6 本章小结
8 总结与展望
8.1 总结
8.2 创新点
8.3 展望
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间科研项目及科研成果
程序清单
