三维激光扫描在文物建筑测绘中的应用.pdf

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1、２０１５年第１７期（总第１７０期）江西建材勘察与测绘三维激光扫描在文物建筑测绘中的应用■郇小龙■上海市建工设计研究院，上海２０００００摘要：本文主要研究了三维激光扫描在文物建筑测绘中的应用，分析了文物建三维激光扫描的工作原理为：三维激光扫描仪拥有扫描系统、激光筑测绘与三维激光扫描的概况，介绍了其工作流程、存在的误差与问题，测距系统与内部控制、校正系统等，在仪器内，激光脉冲发射体将发射通过研究，旨在实现文物建筑测绘的全方位保护。出脉冲信号，再两个发射镜的作用下，实现对被测物体的快速扫描，此关键词：文物建筑测绘三维激光扫描应用后，被测物体的反射将由接

2、收器接收，此时接收器主要是记录激光脉冲的发射及其接收的时间差，同时对被测物体的空间距离也将进行计算。目前，在测绘领域，相关的技术在不断发展，三维激光扫描作为全控制模块将对脉冲的水平角与天顶距进行记录，并结合空间极坐标原新的测量技术得到了广泛的关注，它创新了文物建筑测绘的方法，借助理，对扫描的激光点在被测物体上的三维坐标进行计算。高速激光测量，对物体的三维信息实现了精准、快速与大量的获取，在２．２技术路线此基础上，构建了相应的三维模型，此项技术符合文物建筑测绘的要对于文物建筑而言，其内部梁架露明，并且被严重的遮挡，在此情求，促进了文物建筑保护工作的

3、有效开展，为其提供了可靠的技术支况下，不利于文物建筑测绘工作的开展，影响着建筑物平、立与剖面图持，因此，在文物建筑测绘中应用三维激光扫描技术有着积极的意义。的绘制。因此，在对扫描数据进行采集前，要对现场进行踏勘，并布设１文物建筑测绘的概况高密度与高精度的控制网，再结合扫描设备的特点及扫描对象的材质、１．１概念色彩等属性，在此基础上，开展相应的扫描测绘工作［２］。中国有着悠久的营造活动历史，在建筑物中凝结着古代人民的智对点云图进行处理后，需要校核现场，如果发现扫描的遗漏位置，慧，文物建筑有着精美的外形与坚固的结构，但受自然与人为因素的影要对其进行补

4、扫，对于扫描死角部分，要选用手工补测的方法。点云图响，部分建筑物未能得到保存。时至今日，保留下来的文物建筑是重要的识别能力相对较差，可以在现场勾绘建筑构件的分块图，以此掌握建的，它彰显着历史的风貌，体现着古人的智慧，因此，要注重对文物建筑筑纹理。的保护。３三维激光扫描在文物建筑测绘中的应用文物建筑测绘主要是利用测绘学对文物建筑进行保护与监测，通３．１工作的流程过测绘，为文物建筑成立了记录档案，此档案是文物建筑维护、保护、评（１）工作计划的制定。工作计划制定的主要依据为文物建筑的环估与教育宣传的重要依据。境条件，如果条件需要则要借助相关的辅助设施与

5、工序。同时，要对扫文物建筑测绘有着自身的特点，其一，非接触测绘。文物建筑十分描距离与扫描分辨率进行确定，其依据为扫描精度需求及仪器的工作珍贵与稀奇，在测绘过程中，要减少对其破坏，因此，应注重无损测绘。其范围；还要对扫描站数与扫描路线进行确定，其依据为扫描站间的重叠二，高精度。文物建筑有着精美的做工与复杂的结构，同时其纹理具有程度与设站的合理性；最后，对于测绘工作的时间安排依据为天气、工多样性，为了实现对全部信息的呈现，对测绘精度有着较高的要求。其作环境与任务量等［３］。（２）数据的采集与处理。此环节分为外业数据三，较大的难度。文物建筑测绘的记录难

6、度较大，主要是由于建筑物的采集与内业数据处理，前者主要包括控制点的布设、测量与三维全景扫花饰较为复杂，建筑物拥有一定的高度与宽度，测绘的工程量相对较大。描。控制点的布设是重要的，它直接关系着后续的扫描工作，影像着扫１．２类型描的质量。在布设后，要测量平面与高程，为了保证测量的精度，对扫文物建筑测绘主要分为两类，一类为精密测绘，另一类为法式测描精度有着较高的要求。在坐标信息获取后，要将三维激光扫描仪架绘。前者主要是为了实现文物建筑的迁建与维修，它对精度有着较高设在控制点上，分别进行粗扫描与细扫描。后者主要包括对非连接项的要求，在测绘过程中，需要大量

7、的花费，如：人力、物力与时间等；后者的去除、降噪、采样抽稀，拼接，构建模型与提取信息等。主要是为了构建文物建筑的记录档案，它具有一定的简便性，能够对建３．２存在的误差筑物的整体情况实现全面的记录，其占用的资源相对较少，但此方法缺关于文物建筑测绘而言，其中存在的测绘误差是由众多因素造成少准确性，不利于科学记录档案的建立。的，主要的误差类型如下：其一，在控制测量方面。控制网的精度直接１．３方法影响着地理坐标的精度，同时，控制测量的精度受仪器、观测方法与后文物建筑测绘属于基础性工作，它为建筑物的研究与记录提供了续平差处理的影响。其二，在扫描仪方面。仪器

8、自身存在的缺陷，在脉数据支持，测绘方法要具有一定的科学性、准确性与合理性，在此基础冲信号发射与处理等环节均可能出现误差。其三，在数据处理