针对三维激光扫描应用于古建筑测绘的关键技术研究
【摘要】在古建筑测绘之中运用三维激光扫描技术有利于绘制数据的收集和处理，其在资料的存档保护等方面有一定的优势，为古建筑物测绘工作提供了极大的便利。目前，我国开展了广泛的古建筑物保护工作，将三维激光扫描技术应用于古建筑物测绘之中，有利于古建筑物保护工作的开展与提升。本文就三维激光扫描应用于古建筑测绘的关键技术进行了深入的研究和分析。
【关键词】三维激光扫描；古建筑测绘；关键技术
伴随经济进展，古建筑遭遇偏多的损毁，应被侧重保护。保护古代建筑，不可缺失搜集得出的精密信息，依循这样的信息来描画图示，留存完备的档案。针对这类测绘，三维激光特有的扫描可被广泛采纳。新式测绘之中，借助高速激光设定了非接触情形下的测量，快速辨识物体，绘出明晰的三维坐标，这就表征了偏复杂的某一建筑表层。为此，有必要解析测绘类的新颖技术，累积珍贵的测绘经验。
一、通过三维激光扫描技术进行数据采集
（一）布站规划
选取将被测绘的某一古建筑，先要全面去查验并扫描它。真正去扫描前，要拟定适宜的总规划，布设扫描站点。布设这样的站点，要选取可通视的、平坦的某地段。标靶应被固定，它密切关联着两站可匹配的数值。规划测站时，还应描画完备的规划图示，创设扫描日志并添加必备的注释。留存这类信息，便于接续的拼接数据、描绘自动图示。
（二）扫描作业
规划图明晰了测站应有的方位，依照这样的方位来添加三角架、激光扫描仪器，校正而后对中整平。扫描仪配有某规格的驱动类配件，二者彼此衔接；要定位视场角，而后拍摄选出来的建筑影像。现有视场角内，可获取初始的照片而后整合并拼接，显出全景的总形态。受到光线干扰，不同区段之中的视场角都应搭配曝光。给定采样间隔，参照可显示的范畴予以扫描[1]。视野范畴以内，扫描仪即可得出现有的点云数值。此外，还应扫描标靶，便利后续的拼接。
二、通过三维激光扫描技术进行数据处理
（一）噪声去除
扫描可得的初始数值存有偏差，含有冗余信息。点云数据存有如上的噪声点，它涵盖了多重的成因：反射附带的信号、受到前侧的某一遮挡、跳变的局部数值、玻璃带来的空洞遮挡了回波。若没能除掉附带的噪声，将干扰应有的解析，影响制图实效。详细而言，噪声可被分成如下：上侧浮动着的离散点云，呈现稀疏形态；致密但体积偏小的点云，脱离中心的区段；有些点云被混同于正确点，一同构成噪声；扫描覆盖着偏大的范畴，带来了冗余点云。去除这些噪声，可直接去删除。借助软件予以修正，除掉偏差及冗余点，填补漏掉的数值。
（二）数据拼接
在三维架构内，点云数据常常不够完备。获取完备信息，要布设多重的必备站点，查验不同视角。布设某一站点，扫描仪被调和的方位密切关联着固有的坐标。采纳不同角度即可测得点云数据，它们被融汇成整体。拼接数据即为：多站测得的数值被涵盖在同一坐标系。着手去拼接时，可选靶标拼接，尤为注重叠合情形下的区段数值。拼接信息依循了给定的参照体系，这类体系可分成：绝对坐标体系、归整至某一局部范畴的体系。针对前一类别，它变更了初始的坐标投影，应被划归为区段内的坐标系，布设必备的控制点；针对后一类别，即可直接着手去拼接[2]。
（三）数据精简
经由扫描可得必备的数值，点云数据拥有致密及精准的特性，显现自身优势；然而，这类数值偏分散，布设也很散乱。融汇海量信息，拼接可得超越一千万这样的总点数。为了便于运算，还要再次经由简化，确保信息平滑。古建筑附带的立面常常存有偏多的冗余，应被合并而后去除它们。选取同质区段，重复采样而后予以合并，这就简化了初始的信息，留存下来的信息都是必备的。
三、通过三维激光扫描技术进行建筑制图
（一）对数据进行格式转换
依托软件搜集可得的初期数值不可被直接添加，还应借助设定好的工具来替换固有的格式，转换数据格式。CAD特有的自动软件接纳了替换后的新格式，完成格式转换。
（二）进行坐标系构建
搜集野外数据，先要整平并对中必备的仪器。自动软件之内，Z轴应被调和为竖向，竖直指向空中。遇有环境障碍、后续多样的人为干扰，设定好的纵横轴常会暗藏某一偏差，轴向显出了偏转。在这时，要测定偏转直线，对比另一精准的直线，这就辨识了精准的偏转角，而后旋转某一适宜角度[3]。
（三）建筑制图
描画平面图时，变更视图窗口至预设的立面。留存将被投影的底侧构架，除掉上侧浮动着的点云。这一流程终结，视图窗口被替换成俯视，获取了平面架构下的点云状态。描绘现场图时，要适当去添加外业测得的数值。剖面图密切关联着总体的构架，先要描画草图，参照拍摄得出的影像来描画剖面。筛选点云数据，经由切片处理可得精准的剖切线[4]。变更视图的方位，精准画出这样的剖面。除掉冗余的点云，直接即可描画固有的墙体构架。在建筑的塔顶还要增设照片。绘制大样图含有梁柱及斗拱，经由切片处理除掉了外在的冗余数值，留存必备的精炼信息。配合测得的补充数值及影像来描画斗拱及柱体。
结语：
测绘古建筑之中，三维激光扫描侧重于搜集初始的信息、拼接点云数据、去噪而后生成。对比传统测绘，激光扫描这样的新途径显出了独有的优势。具体而言，它提快了扫描速率，可辨别出更为细微的要点。测绘流程增添了便捷，提升整体成效。从现有进展看，技术路径的疑难含有偏大的数值总量、测绘细部构件、其他关联的疑难。未来测绘之中，应能不断摸索并化解这样的疑难，推进综合范畴的测绘进步。
参考文献：
[1]张远翼，张鹰，陈晓娟.三维激光扫描技术在古建筑测绘中的关键技术研究[J].建筑学报，2013（S2）：29-33.
[2]徐亚军，袁小军，程亮.三维激光扫描应用于古建筑测绘的关键技术研究[J].现代测绘，2012（06）：33-35.
[3]王莫.三维激光扫描技术在故宫古建筑测绘中的应用研究[J].故宫博物院院刊，2011（06）：143-156+163.
[4]叶晓婷.三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用分析[J].城市勘测，2014（04）：8-11.