《地面激光點(diǎn)云處理與精細(xì)重構(gòu)理論與方法》針對(duì)地面三維激光在高精度空間數(shù)據(jù)處理及大規(guī)模三維激光散亂點(diǎn)云的高精度建模的理論與關(guān)鍵技術(shù),系統(tǒng)闡述了三維激光點(diǎn)云的獲取與處理方法,提出了基于點(diǎn)云特征向量的配準(zhǔn)、多站點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合的核心算法;提出了一種顧及三維拓?fù)潢P(guān)系一致性的高精度三維建模的CSG-BREP數(shù)據(jù)模型及建模方法;研究了大數(shù)據(jù)空間三維實(shí)體GPU可編程計(jì)算及流數(shù)據(jù)的高速渲染的關(guān)鍵技術(shù),最后給出了研究成果在古建筑與現(xiàn)代建筑及特殊復(fù)雜幾何形狀精細(xì)重建的工程應(yīng)用。
《地面激光點(diǎn)云處理與精細(xì)重構(gòu)理論與方法》可作為測(cè)繪、三維地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的研究開發(fā)人員的參考書,還可供建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)的工程技術(shù)人員及相關(guān)專業(yè)的教師、研究生閱讀。
20世紀(jì)中后期,三維激光掃描技術(shù)伴隨著光學(xué)、電子學(xué)的不斷發(fā)展,使激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到飛速發(fā)展。它作為一種快速實(shí)景復(fù)制技術(shù),是測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革新,較傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)手段與方法,具有高效率、高精度及全景化測(cè)量等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。通過全景化的快速測(cè)量方法獲取高分辨率、精細(xì)的地理空間對(duì)象表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),為建立精細(xì)的三維實(shí)體模型提供了必備的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
近年來,地面三維激光掃描技術(shù)不斷突破,應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬,在地形測(cè)繪、城市管理、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、遺產(chǎn)保護(hù)等方面發(fā)揮著越來越重要的作用,并形成了巨大的產(chǎn)業(yè)。三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)量也在呈指數(shù)級(jí)倍增,如何高效地處理基于大數(shù)據(jù)特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、快速構(gòu)建精細(xì)三維模型及三維逼真展示一直是目前國(guó)內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。本書重點(diǎn)旨在點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理、三維精細(xì)建模與可視化方面,開展理論與關(guān)鍵技術(shù)的研究,為提高三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)與工程應(yīng)用技術(shù)參考。
全書共分8章,內(nèi)容包括:
第1章緒論,闡述了研究的意義,當(dāng)前地面三維激光點(diǎn)云處理、數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、三維精細(xì)建模、可視化等方面的研究現(xiàn)狀及存在的問題。
第2章點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理,主要研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)異常值過濾和點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)過濾,提出了一種高效的可移動(dòng)網(wǎng)格劃分的點(diǎn)云精簡(jiǎn)過濾算法。
第3章點(diǎn)云配準(zhǔn),引入點(diǎn)特征描述子,采用點(diǎn)特征快速直方圖作為點(diǎn)云初始配準(zhǔn)所采用的特征描述子,從算法準(zhǔn)確度和效率角度改進(jìn)采樣一致性初始配準(zhǔn)算法;充分利用初始配準(zhǔn)的重疊區(qū),提出一種基于點(diǎn)云重疊區(qū)域的改進(jìn)ICP算法:針對(duì)大數(shù)據(jù),進(jìn)而提出基于OpenMP并行加速和OpenCL并行加速算法。
第4章點(diǎn)云三維幾何精細(xì)建模,提出了一種顧及拓?fù)湟恢滦缘腃SG-BREP三維數(shù)據(jù)模型。從拓?fù)湓、拓(fù)浣Y(jié)構(gòu)、拓?fù)湮恢、拓(fù)浞较、拓(fù)錉顟B(tài)、拓?fù)渥蛹?jí)6個(gè)方面定義了CSG-BREP模型;給出了從點(diǎn)云擬合基本體素的方法及CSG布爾算子的實(shí)現(xiàn);通過模型,研究了針對(duì)模型的查詢和訪問算法。
第5章高精度模型紋理重建,提出了一種角錐體法的攝影測(cè)量紋理重建算法,較好地解決了適用于大傾角影像的方位元素解算,獲得了高精度的紋理重建。
第6章三維交互可視化,針對(duì)大數(shù)據(jù)點(diǎn)云、CSG-BREP及TIN模型可視化問題,介紹了基于DirectX 11的渲染管線,論述了基于GPU可編程性的并行計(jì)算,快速渲染繪制與交互拾取的技術(shù)方法。
查看全部↓