基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑保護(hù)方式
2022/06/24
古建筑不僅是古代人民智慧的結(jié)晶，還是古代歷史文化的傳承。在漫長(zhǎng)的歲月中，古建筑飽受風(fēng)霜， 或在風(fēng)雨中消褪了顏色，或在時(shí)間的遷移中，建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，內(nèi)部梁板坍塌，永遠(yuǎn)消失在人們的記憶中。
過去，人們對(duì)于古建筑的保護(hù)有限，大量沒有被列入保護(hù)范圍和無(wú)法進(jìn)行修復(fù)的古建筑遭到嚴(yán)重的損壞。名人故居和古建筑頻頻被破壞的現(xiàn)象，引起了人們對(duì)于古建筑保護(hù)的諸多討論和思考。古建筑如何得到有效的保護(hù)和保存？
近年來(lái)，隨著測(cè)繪領(lǐng)域的不斷發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)為古建筑保護(hù)提供了一種新的思路。三維激光掃描技術(shù)通過高速激光掃描測(cè)量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測(cè)對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術(shù)手段。
三維激光掃描技術(shù)能在不接觸古建筑的條件下，快速采集古建筑表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，并通過ContextCapture等實(shí)景建模軟件，快速?gòu)?fù)建出古建筑的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。
與過去古建筑測(cè)量方式相比，三維激光掃描不僅在測(cè)量方式上具有優(yōu)勢(shì)，在測(cè)量安全性、準(zhǔn)確性、測(cè)量速度和出具結(jié)果等上，也有傳統(tǒng)測(cè)量方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
下面，我們以Trimble三維激光掃描儀為例，一起來(lái)看下古建筑三維模型構(gòu)建過程。
1.點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取
Trimble是專為測(cè)量，建筑，工業(yè)和法證應(yīng)用而設(shè)計(jì)的三維激光掃描儀，具有Trimble X-Drive技術(shù)，測(cè)量級(jí)自動(dòng)整平和智能校準(zhǔn)系統(tǒng)。此外，Trimble三維激光掃描儀還具有一鍵式操作，數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化；100萬(wàn)點(diǎn)每秒掃描速度；掃描成果是三維矢量，簡(jiǎn)單直觀等特點(diǎn)。
![20210128164749_9965[1]](/uploadfiles/pictures/news/20220624113017_4799.jpg "20210128164749_9965[1]")
Trimble三維激光掃描儀工作流程與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)有相似之處，主要過程和技術(shù)流程如下：
Trimble三維激光掃描儀最終采集的數(shù)據(jù)以點(diǎn)云和圖像的形式儲(chǔ)存在掃描儀設(shè)備里，運(yùn)用Trimble RealWorks進(jìn)行一定處理后，獲取建筑物的相對(duì)位置信息、尺寸、紋理和形狀，進(jìn)而建立真實(shí)的古建筑空間數(shù)據(jù)模型。
2.點(diǎn)云模型建立
通過三維激光掃描儀得到古建筑表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，需要利用三維建模軟件建立三維模型。由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特殊性，能直接將點(diǎn)云數(shù)據(jù)建成模型的軟件不多。目前，三維點(diǎn)云建模一般采用ContextCapture。
ContextCapture 是一款可由簡(jiǎn)單的照片和/或點(diǎn)云自動(dòng)生成詳細(xì)三維實(shí)景模型的軟件。
數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)、激光掃描儀、航攝儀等儀器均可作為 ContextCapture的輸入數(shù)據(jù)源。
ContextCapture 的高兼容性，能對(duì)各種對(duì)象各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行精確無(wú)縫重建，從厘米級(jí)到公里級(jí)，從地面或從空中拍攝。只要輸入照片的分辨率和精度足夠，生成的三維模型是可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限精細(xì)的細(xì)節(jié)。
古建筑三維建模的具體過程，請(qǐng)掃描下方二維碼，查看ContextCapture軟件教程教學(xué)：
ContextCapture軟件功能詳情：實(shí)景建模ContextCapture產(chǎn)品詳情及五大應(yīng)用
3.三維可視化
借助 ContextCapture生成三維模型后，可以通過將古建筑模型進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整大小后，將古建筑三維模型發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，讓觀賞者隨時(shí)都能在瀏覽器中查看。這種三維可視化的方式，既可以完整的保存古建筑的數(shù)據(jù)，還能減少古建筑在被觀賞時(shí)遭到破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)布3D模型的Web
發(fā)布至S3C Online
現(xiàn)階段，雖然三維激光掃描技術(shù)為古建筑保護(hù)提供了方式，但是古建筑保護(hù)仍然需要依靠國(guó)家立法和人們的悉心保護(hù)。在進(jìn)行古建筑觀賞時(shí)，我們?cè)诟惺芄沤ㄖ鞒械墓糯鷼v史文化的同時(shí)，要肩負(fù)起保護(hù)文物的責(zé)任。
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