塔身全貌示意圖
首先使用三維激光掃描儀進(jìn)行塔外整體控制掃描,掃描時采用塔外四周分層布設(shè)測站的掃描方式。采用多視角全局優(yōu)化配準(zhǔn)算法完成整體控制掃描點(diǎn)云的高精度配準(zhǔn),并將其作為各層點(diǎn)云的配準(zhǔn)基準(zhǔn)。在局部掃描時,采用逐層掃描、逐層質(zhì)檢的方式完整各層塔體內(nèi)外的三維激光掃描。
局部掃描示意圖
同時利用多旋翼無人機(jī)搭載SONY全畫幅單反相機(jī)進(jìn)行掃描“盲區(qū)”的近距離、正視影像采集。
無人機(jī)掃描盲區(qū)示意圖
將各測站點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)至基準(zhǔn)點(diǎn)云坐標(biāo)系中,并完成點(diǎn)云賦色、去噪、簡化等工作。在對古建筑進(jìn)行三維分析的工作中,三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比有相當(dāng)大的優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能快速完整的獲取建筑物的三維信息,并能夠精確有效的生成建筑物的三維模型,同時能通過重構(gòu)的模型快速提目標(biāo)的點(diǎn)、線、面、體等幾何數(shù)據(jù)。
塔身主體掃描點(diǎn)云示意圖
通過采集的源數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的數(shù)字化處理,得到精準(zhǔn)復(fù)刻的線畫圖和三維模型,并利用專業(yè)的軟件對模型材質(zhì),進(jìn)行渲染處理,可實(shí)現(xiàn)遺址三維影像的真實(shí)還原,還可對該三維數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔,也可以加載在三維交互平臺上,實(shí)現(xiàn)遺址的三維瀏覽與交互。
點(diǎn)云融合成果示意圖
優(yōu)勢:
1. 通過三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅可以逼真再現(xiàn)古建的風(fēng)貌,而且也真實(shí)地保存了建筑物室內(nèi)外一體的尺寸及結(jié)構(gòu)特征,可以方便快捷的提取古建筑的各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和尺寸;
2. 這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行古建筑文物數(shù)字化保護(hù)的基礎(chǔ),通過真彩色三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),可以清晰的展現(xiàn)建筑的梁柱結(jié)構(gòu),對于建筑變形監(jiān)測及修復(fù)重建有重要指導(dǎo)意義。也可以在文物遭破壞后,為恢復(fù)古建的原貌提供參考依據(jù)。
操作流程:
根據(jù)不同的需求可以生成相應(yīng)的成果,主要工作流程包括以下幾個步驟:
1. 在實(shí)施具體掃描計(jì)劃之前,需要制定嚴(yán)密的掃描方案,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的精度要求和被掃描物體現(xiàn)場環(huán)境,確定掃描路線、掃描站數(shù)、儀器站位置、掃描密度選擇。
2.數(shù)據(jù)獲取,包括三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集和紋理信息的獲取。
3.點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理,主要包括點(diǎn)云的去噪,配準(zhǔn)和點(diǎn)云著色,導(dǎo)出真彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
4.后期成果應(yīng)用于展示,包括正射影像圖、平面圖、剖面圖、立面圖,部分項(xiàng)目還需提供古建精細(xì)三模型。