古建筑是我國(guó)歷史文化的重要載體，加強(qiáng)古建筑的保護(hù)、管理和合理利用，對(duì)傳承和弘揚(yáng)中華民族優(yōu)秀文化傳統(tǒng)、增強(qiáng)民族凝聚力具有重要意義。隨著數(shù)字化測(cè)繪時(shí)代的到來，古建筑保護(hù)正逐漸完成從傳統(tǒng)保護(hù)方式到數(shù)字化保護(hù)方式的轉(zhuǎn)變。針對(duì)已有的建筑物因?yàn)閳D紙丟失導(dǎo)致在對(duì)其修復(fù)或改造時(shí)無法獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)、對(duì)BIM模型數(shù)據(jù)更新等問題，可以利用三維激光掃描儀迅速高精度復(fù)制現(xiàn)實(shí)模型。針對(duì)構(gòu)造復(fù)雜的古建筑空間信息留存，可以使用三維激光掃描技術(shù)結(jié)合低空航空攝影測(cè)量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。


首先使用三維激光掃描儀進(jìn)行塔外整體控制掃描，掃描時(shí)采用塔外四周分層布設(shè)測(cè)站的掃描方式。采用多視角全局優(yōu)化配準(zhǔn)算法完成整體控制掃描點(diǎn)云的高精度配準(zhǔn)，并將其作為各層點(diǎn)云的配準(zhǔn)基準(zhǔn)。在局部掃描時(shí)，采用逐層掃描、逐層質(zhì)檢的方式完整各層塔體內(nèi)外的三維激光掃描。


同時(shí)利用多旋翼無人機(jī)搭載SONY全畫幅單反相機(jī)進(jìn)行掃描“盲區(qū)”的近距離、正視影像采集。


將各測(cè)站點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)至基準(zhǔn)點(diǎn)云坐標(biāo)系中，并完成點(diǎn)云賦色、去噪、簡(jiǎn)化等工作。在對(duì)古建筑進(jìn)行三維分析的工作中，三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描技術(shù)能快速完整的獲取建筑物的三維信息，并能夠精確有效的生成建筑物的三維模型，同時(shí)能通過重構(gòu)的模型快速提目標(biāo)的點(diǎn)、線、面、體等幾何數(shù)據(jù)。

由于三維激光掃描技術(shù)獲取的是三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)， 因此能充分體現(xiàn)出建筑物的特征信息。通過對(duì)建筑物進(jìn)行整體掃描能為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供豐富的源數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)還可多層次多方面利用，大大節(jié)省了采集成本。
通過采集的源數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的數(shù)字化處理，得到精準(zhǔn)復(fù)刻的線畫圖和三維模型，并利用專業(yè)的軟件對(duì)模型材質(zhì)，進(jìn)行渲染處理，可實(shí)現(xiàn)遺址三維影像的真實(shí)還原，還可對(duì)該三維數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔，也可以加載在三維交互平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)遺址的三維瀏覽與交互。

案例總結(jié)

優(yōu)勢(shì)：
1. 通過三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅可以逼真再現(xiàn)古建的風(fēng)貌，而且也真實(shí)地保存了建筑物室內(nèi)外一體的尺寸及結(jié)構(gòu)特征，可以方便快捷的提取古建筑的各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和尺寸;
2. 這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行古建筑文物數(shù)字化保護(hù)的基礎(chǔ)，通過真彩色三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以清晰的展現(xiàn)建筑的梁柱結(jié)構(gòu)，對(duì)于建筑變形監(jiān)測(cè)及修復(fù)重建有重要指導(dǎo)意義。也可以在文物遭破壞后，為恢復(fù)古建的原貌提供參考依據(jù)。
操作流程：
根據(jù)不同的需求可以生成相應(yīng)的成果，主要工作流程包括以下幾個(gè)步驟:
1. 在實(shí)施具體掃描計(jì)劃之前，需要制定嚴(yán)密的掃描方案，根據(jù)數(shù)據(jù)采集的精度要求和被掃描物體現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，確定掃描路線、掃描站數(shù)、儀器站位置、掃描密度選擇。
2.數(shù)據(jù)獲取，包括三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集和紋理信息的獲取。
3.點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要包括點(diǎn)云的去噪，配準(zhǔn)和點(diǎn)云著色，導(dǎo)出真彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
4.后期成果應(yīng)用于展示，包括正射影像圖、平面圖、剖面圖、立面圖，部分項(xiàng)目還需提供古建精細(xì)三模型。