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古建筑三维激光扫描解决方案

古建筑延续了历史文脉,是人类文明的载体。随着社会经济的发展,古建筑的价值逐渐受到人们的高度重视,对于古建筑必须采取积极地手段、先进的技术进行保护和利用。然而传统的古建测绘方法是以直尺和角尺、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纸以及一些文字记录。存在着数据不准确,使用不方便,效率低等问题。微目科技提出的古建筑测绘与管理解决方案集成精细三维激光扫描、高清摄影测量等多种测量传感器技术,形成全新的古建筑精细测绘方法与流程,获取完整而精细的古建筑三维数字模型、纹理影像,经融合处理生成精准的古建筑设计图纸、现状图纸及结构模型等,建立古建筑精细结构管理与展示系统,为古建筑测量以及修复提供了更加精确更加完善的数据,促进古建筑保护、研究与展示技术的创新与进步。      笔者多年从事古建筑三维激光扫描测绘生产实践,下面介绍具体扫描方法
工具/原料
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微目近景摄影测量系统,法如三维激光扫描系统FARO FOCUS120,FARO SCENE 点云处理软件,AUTOCAD2011

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微目高清纹理映射软件,三维建模软件GEOMAGIC STUDIO

方法/步骤
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1.    现场踏勘,制定外业数据采集方案,包括控制方案、测站设置方案、标靶布设方案和纹理采集方案2.    测量基准建立:如果是古建筑群,需要以全站仪及RTK定位系统等传统测量技术手段,建立测区古建筑群测绘的基础控制,为后续数据采集提供测量基准和数据拼接连接点。3.   单一建筑扫描:   架设三维激光扫描仪,布置好标准球,在不同的位置获取古建筑点云数据,扫描做到完全覆盖4.   点云拼接与影像配准: 将外业采集的点云数据进行处理,主要是多站点扫描数据的合并,精确配准,通过剪切得到需要的点云数据, 并制作系列正射投影图像,或云面片切割,以便绘制各种古建筑物图件、构件图件等。5.   图件绘制:将处理好的点云数据导入AUTOCAD软件,准备进行建筑图纸绘制。根据拼接之后的扫描点云数据以及近景摄影测量数据,按照古建筑物绘图规则与精度,进行古建筑物精细测绘,具体包括平面图、立面图、剖面图等二维图纸。 三维扫描流程如下图

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成果展示如图图 1 建筑实景及三维激光点云图图 2 根据点云绘制的线画图图 3 根据点云制作的真三维模型

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【技术特点】微目三维激光扫描系统制作的古建筑成果,具体以下特点: 高精度点云扫描精度高达0.05mm,准确记录扫面物体的任何一点细微变化。高保真高分辨率和高逼真度的数据获取,可以逼真还原古建筑表面纹理以及颜色,确保高保真。高效便捷设备体积小、应用操作简单方便,不受应用场地及空间限制。安全性高数据的获取采取非接触式操作,激光强度在安全范围内,对古建筑(或文化遗址)不造成任何的损伤。成果丰富系统可提供的数据成果包括线画图、航片、影像、激光点云和表面纹理数据。数据处理后可输出DEM、三维模型、图纸等丰富多样。

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