第1章 绪论 1
1.1 研究意义 1
1.2 研究现状 2
1.2.1 点云配准 2
1.2.2 点云构建三维拓扑模型 7
1.2.3 可视化 9
1.3 存在的问题 9
1.4 主要研究内容 10
第2章 点云数据预处理 12
2.1 点云数据异常值过滤 12
2.1.1 人工交互去噪方法 12
2.1.2 点云局部自动去噪 14
2.2 点云数据精简过滤 15
2.2.1 可移动网格划分算法流程 17
2.2.2 可移动网格划分算法具体实现过程 17
2.3 本章小结 24
第3章 点云配准 25
3.1 点云自动初始配准 25
3.1.1 点特征描述子 25
3.1.2 点云自动初始配准的具体实现 43
3.2 点云自动精细配准 53
3.2.1 点云重叠区域计算 54
3.2.2 ICP配准算法 57
3.3 点云配准并行加速算法 65
3.3.1 并行加速方案的选择 65
3.3.2 点云初始配准并行加速的实现 69
3.3.3 点云精细配准并行加速的实现 72
3.4 配准算法实验 74
3.4.1 实验环境配置 74
3.4.2 实验数据 74
3.4.3 点云配准效果 75
3.5 本章小结 78
第4章 点云三维几何精细建模 80
4.1 CSG-BREP拓扑模型定义 80
4.1.1 现有拓扑模型的分析 80
4.1.2 CSG-BREP拓扑模型内拓扑定义 82
4.1.3 CSG-BREP拓扑模型外拓扑定义 91
4.2 CSG-BREP拓扑模型构建 92
4.2.1 模型构建算法 92
4.2.2 拓扑重构算法 94
4.3 CSG-BREP拓扑模型查询分析 100
4.3.1 拓扑元素的查询算法 100
4.3.2 查询子级拓扑元素算法 101
4.3.3 查询父级拓扑元素算法 102
4.4 本章小结 105
第5章 高精度模型纹理重建 106
5.1 纹理重建分析 106
5.2 高精纹理重建模型解算 109
5.2.1 误差方程及初始值的确定 109
5.2.2 角度及摄站到物方距离的精确值 111
5.2.3 外方位元素解算 112
5.3 高精度纹理重建精度分析 115
5.3.1 实验数据 115
5.3.2 算法实验对比 116
5.3.3 实验分析 120
5.4 本章小结 122
第6章 三维交互可视化 123
6.1 可视化渲染管线 123
6.2 GPU基本几何体的渲染 125
6.2.1 光照 126
6.2.2 梯形体的渲染 126
6.2.3 球和圆柱的渲染 127
6.3 点云模型的渲染 135
6.3.1 点云模型渲染的流程 135
6.3.2 点云模型GPU渲染 136
6.4 精细三维空间数据的交互拾取 137
6.4.1 点云拾取 137
6.4.2 三角网的拾取 143
6.4.3 几何实体的拾取 146
6.5 本章小结 146
第7章 系统实现 148
7.1 系统架构 148
7.2 系统总体设计 149
7.2.1 点云处理及重建流程 149
7.2.2 功能模块设计 150
7.2.3 数据管理设计 151
7.3 系统界面及功能 159
7.3.1 总体界面 159
7.3.2 核心功能 160
7.4 本章小结 165
第8章 工程应用 167
8.1 古建筑数字化保护中的应用 167
8.1.1 外业测绘 167
8.1.2 模型数据成果 170
8.1.3 三维场景 173
8.1.4 修缮变化检测 174
8.1.5 古建筑剖面图 175
8.2 现代建筑点云建模应用 176
8.2.1 数据源 176
8.2.2 建模过程 176
8.3 后母戊鼎精细建模 179
8.3.1 建模工艺流程 179
8.3.2 模型应用 181
8.4 本章小结 183
参考文献 184