點云數(shù)據(jù)的預處理與曲面重建.pdf

1、隨著計算機技術(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)擴展到工程測量、大型建筑的變形監(jiān)測、文物保護和三維數(shù)字化城市的場景重建等方面。本文在全面總結(jié)和分析點云數(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，北京市教委重點科研基金重點項目：面向古建筑大尺度結(jié)構(gòu)主動提取與自動三維重建機理研究和國家自然科學基金項目：基于地面影像測量的古建筑三維結(jié)構(gòu)提取研究，針對

2、該項技術(shù)中的若干關(guān)鍵問題，著重從以下三個方面進行了深入研究：
　　 (1)對數(shù)據(jù)精簡技術(shù)進行了深入探討，通過對常用精簡方法的優(yōu)缺點分析，采用了基于聚類的精簡方法，即按照聚類的方法，將點云中彼此相似的離散點聚合起來，形成不同的類，根據(jù)點間的幾何相似性簡化各個類中的數(shù)據(jù)點，既可以降低特征信息損失，又可以實現(xiàn)點云的均勻精簡。
　　 (2)通過對國內(nèi)外點云數(shù)據(jù)區(qū)域分割算法的對比研究，總結(jié)了常用的各種點云分割的優(yōu)點及不足，設(shè)計了基

3、于八維向量的均值聚類分割算法，先對數(shù)據(jù)進行精簡處理，然后估算出點云數(shù)據(jù)的高斯曲率、平均曲率、法向矢量，將它們和數(shù)據(jù)點的坐標合在一起構(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行均值分割。該方法具有良好的抗噪聲性，提高了分割的準確性。
　　 (3)對曲面重建的方法進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，即逐點插入法、三角網(wǎng)生長法，比較了這幾種算法的優(yōu)缺點。最