點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理與曲面重建.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及三維激光掃描的軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，三維數(shù)據(jù)處理技術(shù)愈來(lái)愈多地得到人們的關(guān)注和應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)的制造業(yè)擴(kuò)展到工程測(cè)量、大型建筑的變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和三維數(shù)字化城市的場(chǎng)景重建等方面。本文在全面總結(jié)和分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理理論、方法和應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合本文研究課題，北京市教委重點(diǎn)科研基金重點(diǎn)項(xiàng)目：面向古建筑大尺度結(jié)構(gòu)主動(dòng)提取與自動(dòng)三維重建機(jī)理研究和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：基于地面影像測(cè)量的古建筑三維結(jié)構(gòu)提取研究，針對(duì)

2、該項(xiàng)技術(shù)中的若干關(guān)鍵問(wèn)題，著重從以下三個(gè)方面進(jìn)行了深入研究：
　　 (1)對(duì)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)技術(shù)進(jìn)行了深入探討，通過(guò)對(duì)常用精簡(jiǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析，采用了基于聚類的精簡(jiǎn)方法，即按照聚類的方法，將點(diǎn)云中彼此相似的離散點(diǎn)聚合起來(lái)，形成不同的類，根據(jù)點(diǎn)間的幾何相似性簡(jiǎn)化各個(gè)類中的數(shù)據(jù)點(diǎn)，既可以降低特征信息損失，又可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云的均勻精簡(jiǎn)。
　　 (2)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外點(diǎn)云數(shù)據(jù)區(qū)域分割算法的對(duì)比研究，總結(jié)了常用的各種點(diǎn)云分割的優(yōu)點(diǎn)及不足，設(shè)計(jì)了基

3、于八維向量的均值聚類分割算法，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)處理，然后估算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高斯曲率、平均曲率、法向矢量，將它們和數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)合在一起構(gòu)成八維特征向量，最后用馬氏距離代替歐式距離，利用八維特征向量進(jìn)行均值分割。該方法具有良好的抗噪聲性，提高了分割的準(zhǔn)確性。
　　 (3)對(duì)曲面重建的方法進(jìn)行了分類和歸納總結(jié)，研究了Delaunay三角剖分的相關(guān)理論，并探討了兩種平面三角剖分算法，即逐點(diǎn)插入法、三角網(wǎng)生長(zhǎng)法，比較了這幾種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。最