【正文】 三維激光回波信號(hào)有多值性的特點(diǎn)，有些三維激光掃描系統(tǒng)只能處理首次或最后一次反射回來的回波信號(hào)，有的可以綜合處理兩次反射回來的回波信號(hào)。（3）基于實(shí)體的表示，它能以很小的數(shù)據(jù)量來描述一個(gè)復(fù)雜的物體。在 Geomagic Studio 軟件中對(duì)上面拼接好的點(diǎn)云模型進(jìn)行封裝，軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)按照生成 TIN 三角網(wǎng)的規(guī)則對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，模型的表面就由生成的三角形網(wǎng)格面表示，如圖 5圖 55 所示：. .. . ..學(xué)習(xí)參考圖 54 整體網(wǎng)格模型圖 55 局部網(wǎng)格模型 實(shí)體模型對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后就可以生成建筑物的實(shí)體模型，實(shí)體結(jié)構(gòu)能夠很好地表達(dá)建筑物的外形及結(jié)構(gòu)特征，也能夠描述建筑物的表面信息，能夠直觀的再現(xiàn)建筑物的原貌。致 謝首先，我要特別感謝我的論文指導(dǎo)老師肖老師，本篇論文是在肖老師的諄諄教誨下完成的，從論文的資料收集、思路整理以及寫作過程中遇到的各種問題，謝老師都給予了我合理的建議和恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，然后我還要感謝學(xué)校圖書館的豐富資料，使我在寫作時(shí)方便查閱最新最準(zhǔn)確的資料，通過查閱資料，使我認(rèn)識(shí)了三維激光掃描技術(shù)這一繼 GPS 之后的測(cè)繪領(lǐng)域上的又一新突破，還對(duì)它在各方面的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解，特別是對(duì)基于三維激光掃描技術(shù)的三維模型重建這一應(yīng)用有了很深的了解。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。用一些事情，總會(huì)看清一些人。 結(jié)論和建議與傳統(tǒng)測(cè)量手段相比，三維激光掃描可以快速大量獲取目標(biāo)物表面的三維空間信息，不但很大程度地減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率，而且采集到的. .. . ..學(xué)習(xí)參考信息比較完整，好提高了測(cè)量精度，使重建后的三維模型幾何信息更準(zhǔn)確，真實(shí)感更強(qiáng)，這已經(jīng)非常符合我們對(duì)三維模型重建的要求了。所以三維點(diǎn)云模型并不能完整的描述該辦公樓的表面信息，只能表示辦公樓的大概輪廓。（2）基于表面的表示。對(duì)于物體表面非常光的目標(biāo)物來說，很容易產(chǎn)生鏡面反射，當(dāng)大部分的入射光照到待測(cè)物體時(shí)產(chǎn)生了鏡面反射，這時(shí)需要先進(jìn)行霧化處理之后再進(jìn)行測(cè)量。（3）激光掃描過程中的誤差分析①掃描儀的對(duì)中誤差掃描儀架設(shè)在已知控制點(diǎn)上采集目標(biāo)物的表面數(shù)據(jù)，其對(duì)掃描點(diǎn)的影響愈全站儀的對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角誤差的影響是一樣的。 點(diǎn)云精簡經(jīng)過噪聲去除和點(diǎn)云濾波過后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量還是相當(dāng)大的，這將會(huì)產(chǎn)生很. .. . ..學(xué)習(xí)參考大的計(jì)算工作，還會(huì)數(shù)據(jù)處理的速度降低，在最快的速度用最少的點(diǎn)來表示更多的信息是我們追求的，因此，我們可以減少點(diǎn)云數(shù)據(jù)來快速建模。掃描儀掃描參數(shù)設(shè)置、目標(biāo)物表面的質(zhì)量、遮擋物、儀器自身原因和人為操作原因都可能引起雜點(diǎn)，若點(diǎn)云數(shù)據(jù)不經(jīng)過任何處理而直接應(yīng)用，肯定會(huì)影響曲面精度，曲面甚至無法擬合，我們必須將這些影響模型重建精度的雜點(diǎn)剔除。其中 in和 1分別為第 i 個(gè)平面的法向量， i為第 i 個(gè)平面的特征權(quán)值；再通過最小化. .. . ..學(xué)習(xí)參考??2k1i iitRmnw???并對(duì) t 求導(dǎo)，就可以得到平移向量 t，其中 im和為第i?個(gè)平面的重心。地面激光掃描儀，準(zhǔn)確快速地獲取目標(biāo)物表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，雖然采集的數(shù)據(jù)多而準(zhǔn)確，但是不合理的數(shù)據(jù)會(huì)增加我們不必要的工作量，因此，在掃描目標(biāo)物時(shí)，我們要調(diào)節(jié)好掃描儀的水平、垂直掃描角度并設(shè)置好掃描參數(shù)。（2） 掃描坐標(biāo)系：即局部坐標(biāo)系，指地面激光掃描儀內(nèi)部的球面坐標(biāo)系統(tǒng)。. .. . ..學(xué)習(xí)參考 復(fù)雜工業(yè)設(shè)施的測(cè)量用傳統(tǒng)測(cè)量方法測(cè)量復(fù)雜工業(yè)設(shè)備，效率非常低下，而利用激光掃描儀可以進(jìn)行分段掃描并生成模型，為設(shè)備的制造和工廠規(guī)劃提供可視化的三維模型參考，極大提高了工作效率 [16]。目前，國內(nèi)外在基于三維激光掃描技術(shù)的三維模型重建技術(shù)方面的研究已經(jīng)逐漸完善，更加成熟，但是，我們對(duì)重建效果的要求也更加嚴(yán)格，因此，各種研究學(xué)者接下來的研究工作將在重建中的細(xì)節(jié)問題上側(cè)重，比如三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理、網(wǎng)格簡化、建筑物表面紋理修復(fù)等。2022年，提取了場(chǎng)景內(nèi)的部分實(shí)物，研究出了三維實(shí)物模型重建的編輯和移動(dòng)的兩個(gè)功能，2022年，Stamos I和Allen PK發(fā)明了能夠在相同的時(shí)間條件下獲取地面實(shí)物的彩色和深度圖片，并根據(jù)獲得的圖片建立相應(yīng)的地面實(shí)物的模型的系統(tǒng)，并最終恢復(fù)出具有照片真實(shí)感的三維模型，2022年，在歷史古建筑物的三維建模上. .. . ..學(xué)習(xí)參考用了該系統(tǒng)，并取得了一定效果 [14]。. .. . ..學(xué)習(xí)參考（7）擴(kuò)展性強(qiáng)。（3）實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、主動(dòng)性。通過計(jì)算脈沖返回的時(shí)間得到物體的觀測(cè)距離，再配合掃描的水平和垂直方向角，可以得到每一掃描點(diǎn)與測(cè)站的空間坐標(biāo)。各種類型的激光掃描儀在測(cè)量范圍、測(cè)量精度、測(cè)量速度、采樣精度等方面都有一定的區(qū)別 [7]。 三維激光掃描儀的分類現(xiàn)在，不同型號(hào)的掃描儀，其種類、功能都不太相同。. .. . ..學(xué)習(xí)參考（2）介紹三維激光掃描技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)獨(dú)有的特點(diǎn)，分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，介紹了三維激光掃描技術(shù)目前在工程建設(shè)方面的應(yīng)用。比如運(yùn)用什么樣的方法來重建立體感較強(qiáng)的地面實(shí)物的三維模型，研究激光光斑的發(fā)散性對(duì)實(shí)體邊緣和角落信息識(shí)別的影響，對(duì)掃描過程中存在的各種誤差進(jìn)行分析，研究掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差傳播規(guī)律，掃描數(shù)據(jù)的“盲區(qū)”的現(xiàn)象，掃描視場(chǎng)的局限性等。隨著三維激光掃描技術(shù)的不斷發(fā)展和三維激光掃描儀成本的下降，地面三維模型的重建也越來越普遍。它通過激光掃描測(cè)量的方法，獲取被測(cè)對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。. .. . ..學(xué)習(xí)參考目 錄中文摘要 ..................................................................ⅠABSTRTCT..................................................................Ⅱ第一章 緒論 ..............................................................1 引言 ...............................................................1 研究背景 ..........................................................1 研究意義 ..........................................................2 本文的研究內(nèi)容 ..................................................3第二章 地面三維激光掃描技術(shù) .......................................4 三維激光掃描儀的分類 ..........................................4 激光掃描系統(tǒng)的分類 .............................................4 三維激光掃描儀工作原理 .........................................5 三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn) .......................................7 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................8 國內(nèi)外三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................8 國內(nèi)外三維模型重建的發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................9 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用 ......................................10 變形監(jiān)測(cè) ......................................................10 歷史古建筑物的保存與恢復(fù) ......................................10 在城市建設(shè)中的應(yīng)用 ............................................10 復(fù)雜工業(yè)設(shè)施的測(cè)量 ............................................10 在其他方面的應(yīng)用 ..............................................10第三章 三維模型重建 .................................................11 相關(guān)概念介紹 ...................................................11 數(shù)據(jù)獲取 .........................................................12 三維激光掃描工作流程 .........................................12. .. . ..學(xué)習(xí)參考 數(shù)據(jù)預(yù)處理與初始模型建立 ...................................13 點(diǎn)云拼接 ......................................................14 點(diǎn)云去躁和目標(biāo)建筑物提取 ......................................15 點(diǎn)云精簡 ......................................................16 數(shù)據(jù)網(wǎng)格化 ......................................................17 紋理映射 .........................................................17第四章 三維重建的精度分析 .........................................17第五章 模型重建實(shí)例 .................................................19