基于三维激光扫描技术的古建筑保护方式

2022/06/24

古建筑不仅是古代人民智慧的结晶，还是古代历史文化的传承。在漫长的岁月中，古建筑饱受风霜，或在风雨中消褪了颜色，或在时间的迁移中，建筑结构发生变形，内部梁板坍塌，永远消失在人们的记忆中。

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过去，人们对于古建筑的保护有限，大量没有被列入保护范围和无法进行修复的古建筑遭到严重的损坏。名人故居和古建筑频频被破坏的现象，引起了人们对于古建筑保护的诸多讨论和思考。古建筑如何得到有效的保护和保存？

近年来，随着测绘领域的不断发展，三维激光扫描技术为古建筑保护提供了一种新的思路。三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。
三维激光扫描技术能在不接触古建筑的条件下，快速采集古建筑表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，并通过ContextCapture等实景建模软件，快速复建出古建筑的三维模型及线、面、体等各种图件数据。

与过去古建筑测量方式相比，三维激光扫描不仅在测量方式上具有优势，在测量安全性、准确性、测量速度和出具结果等上，也有传统测量方式无法比拟的优点。

传统扫描与激光扫描仪对比

下面，我们以Trimble三维激光扫描仪为例，一起来看下古建筑三维模型构建过程。

1.点云数据获取
Trimble是专为测量，建筑，工业和法证应用而设计的三维激光扫描仪，具有Trimble X-Drive技术，测量级自动整平和智能校准系统。此外，Trimble三维激光扫描仪还具有一键式操作，数据获取自动化；100万点每秒扫描速度；扫描成果是三维矢量，简单直观等特点。

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Trimble三维激光扫描仪工作流程与传统测量技术有相似之处，主要过程和技术流程如下：

天宝激光扫描仪工作流程

Trimble三维激光扫描仪最终采集的数据以点云和图像的形式储存在扫描仪设备里，运用Trimble RealWorks进行一定处理后，获取建筑物的相对位置信息、尺寸、纹理和形状，进而建立真实的古建筑空间数据模型。

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2.点云模型建立
通过三维激光扫描仪得到古建筑表面的点云数据后，需要利用三维建模软件建立三维模型。由于点云数据的特殊性，能直接将点云数据建成模型的软件不多。目前，三维点云建模一般采用ContextCapture。
ContextCapture 是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。

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数码相机、智能手机、激光扫描仪、航摄仪等仪器均可作为 ContextCapture的输入数据源。

ContextCapture 的高兼容性，能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建，从厘米级到公里级，从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够，生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。
古建筑三维建模的具体过程，请扫描下方二维码，查看ContextCapture软件教程教学：

课程回放

ContextCapture软件功能详情：实景建模ContextCapture产品详情及五大应用

3.三维可视化
借助 ContextCapture生成三维模型后，可以通过将古建筑模型进行优化和调整大小后，将古建筑三维模型发布到网络上，让观赏者随时都能在浏览器中查看。这种三维可视化的方式，既可以完整的保存古建筑的数据，还能减少古建筑在被观赏时遭到破坏的风险。

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