古建筑和历史街区保护使用的激光遥感技术

古建筑和历史街区保护使用的激光遥感技术 来源：考试大2010年5月18日【爱学习，爱考试大】
关键词：激光遥感技术；古建筑保护；历史街区保护；三维重建
1、激光遥感技术的介入来源：www.examda.com
新型传感器——地面激光扫描仪和配套的专业数码相机融合了激光扫描及遥感等技术，可以同时获取空间三维点云（Pointcloud）和彩色数字图像（Colorimagery）两种数据，扫描点空间定位精度达到5~10mm的扫描精度，使该项技术成为欧美等国在高效率空间数据获取方面的研究热点。近年欧美等地应用涉及城市规划、资源调查、灾害管理、工程设计及国防等方面，特别在城市三维景观、古建重建、虚拟现实与仿真等方面。
2、激光遥感技术的应用现状
在三维激光影像扫描仪所获数据组成的立体模型上可以非常精确地量测出建筑物及物体的尺寸，完全可以代替传统的测量方式。三维激光影像扫描仪的单点精度，一般可以达到毫米级，这对于古代建筑物的几十米体量来说，精度已经够用，并且它建模以后的量测精度不比传统测量方法差[2].三维激光扫描最大的意义在于效率高，激光扫描内外业所需时间往往只有传统方法测量的1/20.另外传统方法只测到了物体部分点的数据，而激光扫描则测量到了物体的全部细节。
2.2.1带状地形测图数据采集地面三维激光影像扫描仪可进行野外局部带状地形区域分段扫描。在具有一定重复扫描区域内，进行三维影像拼接和合并生成带状影像图。通过少量的测量控制点转换到国家或城市坐标系中，用地形和地物的三维点云数据建立模型，生成带状地形图。对于铁路、公路、大江大渠两岸的局部不规则带状地形图测量，较常规测量速度快、精度高[3].2.2.2建立高精度的数字地面模型和城市模型三维激光扫描影像数据作为GIS系统和数据库更新的重要来源。采集的三维点云数据经过拼接和合并后，进行数据预处理剔除粗差数据，运用数据滤波和分类算法获得地面高程数据以及地物数据。地面高程数据用于建立高精度的数字地面模型，地物数据经提取和目标识别处理可实现城市三维模型的建立。
1999年，来自斯坦福大学和华盛顿大学的一个30人小组使用三维激光扫描系统对意大利佛罗伦萨的米开朗基罗的大卫雕像进行了测量，近距离目标点的测量精度达到了亚毫米级[4].举世闻名的中国山西大同云冈石窟，时下正由文物管理专家展开三维激光测绘，并绘制精确的“三维立面图”，以便对五万余尊千年古佛像进行保护和修复。正在进行的北京故宫修复工作中运用了多项现代测绘技术，其中包括激光扫描，它具有快速、精确、多方位的特点，为古建筑测绘探索新的途径。
3、基于激光数据的古建筑保护应用
3.2古建筑三维重建古建筑三维重建的关键问题主要包括五个方面的因素，其中两点直接影响到古建筑三维重建的真实性[6]：
②纹理材质的表现，纹理和材质的映射除了能提供逼真的视觉感受以外，还能在一定程度上展现建筑物的风格。古建筑除了其造型独特之外，其色彩装饰的运用也是一大特色：古代匠师们根据色彩对人们生理和心理所起的作用，采用色彩明暗的对比和冷暖色调调和的手法来营造各种不同的色彩环境。古建筑物这种复杂的色彩组合环境不可避免地带来了三维模型重建过程中纹理和材质映射的难度。
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