三维数据获取与建模论文.doc

黄河水利职业技术学院*学院三维数据获取与建模系别：*学号：*班级：*姓名：*；三维建模： 三维建模是指用一定的模型来模拟、表达地学三维现象。三维空间数据模型主要有三种：数字高程模型（DEM）和数字地面模型（DTM）和等值线三维建模特征：线框建模;三维实体仅通过顶点和棱边来描述形体的几何形状.特点;数据结构简单,信息量少,占用的内存空间小,对操作的响应速度快,通过对投影变换可以快速地生成三视图,生成任意视点和方向的视图和轴侧图,并能保证各视图正确的投影关系.表面(曲面)建模;能过对物体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法.特点;表面模型增加了面,边的拓扑关系,因而可以进行消隐处理,剖面图的生成,渲染,求交计算,数控刀具轨迹的生成,有限元网格划分等作业.但表面模型仍缺少体的信息以及体,面间的拓扑关系,无法区分面的哪能一侧是体内或体外,仍不能进行物性计算和分析.实体建模;不仅描述了实体全部的几何信息,而且定义了所有的点.线,面,体的拓扑信息.特点;可对实体信息进行全面完整的描述,能够实现消隐,剖切,有限元分析,数控加工,对实体着色,光照及纹处理,外形计算等各种处理和操作.1、了解三种三维模型：格网DEM、TIN和等值线；2、能够通过三维数据构建DEM或TIN模型，生成DEM和TIN数据集；3、能通过DEM和TIN模型生成等值线；4、能够进行三维模型的直观显示；5、能生成正射三维影像图；6、能够进行三维分析，包括邻接性分析、关键点（边）分析、连通性分析、可视性（域）分析、填（挖）方计算等分析、多种路径分析等。三维空间数据不仅指起伏的地形数据，还包括离散点在某一平面的任何属性数据，如某城市的降雨量，某小区域土壤的酸碱度等。图1所示为鄂伦春旗部分地区土地利用三维图。图1 鄂伦春旗部分地区土地利用类型的三维显示图地形数据是最为常见的三维空间数据，这是由于地形因素影响人类生产、生活各个方面，它直接或者间接地影响着人类自然资源管理（土地、矿产、海洋等）、环境、规划、房产、交通、军事、综合管线管理等多个领域。如何将地形状况模型化并可视化地显示，在此基础上进行各领域的分析和决策，这是GIS研究的重要内容之一。点云数据处理基本描述：点云数据处理软件能够用于海量点云数据的处理（点云数量无限制，先进内存管理）及三维模型的制作。支持模型的对整、整合、编辑、测量、检测监测、压缩和纹理映射等点云数据全套处理流程。能够基于点云进行建模，拥有规则组建智能自动建模功能（一键自动建模）要求能够精细再现还原现场。具有真彩色配准模块，扫描物体点云的颜色即为物体真实的颜色。相机彩色图片可以配准贴图到三维模型。1.可直接操作激光扫描仪进行数据采集、输入及输出。可接受多种数据格式，如AutoCAD dxf、obj、asc、dgn、pds、pdms等，可接受自定义格式的文本文件输入。2.软件应具高精度和高可靠性，能够进行点云数据拼接、纹理贴图、特征线的提取、具有点云数据渲染、点云数据压缩、三角网模型生成、几何体建模等功能，软件快速、准确、易操作性。 3.可以智能地自动提取出特征线，同时也可提供人工方式进行特征线的提取。 4.能够提供多种断面生成方式，可以方便地生成一系列的断面线。生成的断面可以方便的导出到CAD及其它软件中做进一步加工处理和应用。应能够提供非常精确的量测物体尺寸的方法。 5.需要一体化软件且具备完整功能 1). Registration模块：多种点云拼接模式、导线平差、引入地理参考、目标识别 2). Office Survey模块：任意点云导入导出；点云的裁剪、取样、过滤；提取线形地物；在办公室任意量测数据；任意纵横断面；点云矢量化；3D等高线及标注；三角格网生成；任意形体建模；隧道及道路；任意体积面积计算；点云着色；纹理贴图；连续正射影像 3).Modeling模块：点云建模；模型调整；模型编辑；模型拼接；智能自动建模，具有点云自动追踪建模，多义线生成；自带工件模型库。三维数据获取与建模现状：我们身在一个三维的世界中，三维的世界是立体的、真实的。同时，我们处于一个信息化的时代里，信息化的时代是以计算机和数字化为表征的。随着计算机在各行各业的广泛应用，人们开始不满足于计算机仅能显示二维的图像，更希望计算机能表达出具有强烈真实感的现实三维世界。三维建模可以使计算机作到这一点。所谓三维建模，就是利用三维数据将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建，最终实现在计算机上模拟出真实的三维物体或场景。而三维数据就是使用各种三维数据采集仪采集得到的数据，它记录了有限体表面在离散点上的各种物理参量。它包括的最基本的信息是物体的各离散点的三维坐标，其它的可以包括物体表面的颜色、透明度、纹理特征等等。三维建模在建筑、医用图像、文物保护、三维动画游戏、电影特技制作等领域起着重要的作用。一个三维模型的建立过程包括三维初始数据的获取，对初始数据进行诸如去除噪声点、简化等处理，按照不同的方式组织三维数据，最终实现在计算机中绘制出具有三维特征的模型。在三维建模中，最主要的问题就是使用三维数据进行绘制，要使得绘制出的模型有立体感和真实感，达到理想的视觉效果；同时还要较好地组织数据，减少存储空间以便于数据的传输和加快显示速度。多边形网格绘制是目前的标准绘制方法，它把三维模型表面的点连接成以多边形为单位的网格，可以表达复杂的表面，提供更强的适应性，其中尤以三角网格的使用最为广泛。目前国际上多边形网格绘制技术已经很成熟了，而流行的各种3D制作软件，如OPENGIL等，都可以实现三维物体的网格建模和绘制。但最近几年，三维图像处理领域出现并普及了新的工具三维激光扫描仪，它可以方便快捷地检测一个三维物体表面各点的空间位置，将三维物体表示成空间中大量密集分布的点，我们称之为点云数据。于是又有人提出了点绘制的思想，即在每一个点上绘制一个面或其他几何体，当点云密度足够大时，就可以把整个模型绘制出来。两种方法各有优劣，本文就试图在这两种方法中找到一条中间道路，取其各自的长处而补其不足。三维建模的问题：三维模型通常是起源于盘算机工程师应用某种工具创立的三维建模。因此创立三维模型是不轻易的，而且软件的本钱可能要破费一笔资金。另外我们应当往尝试一些适用性的开源三维建模工具。工具可插进所有重要的游戏引擎和下一代游戏的开发框架，休闲游戏，现时著称的三维建模，甚至基于Flash的3D游戏。该技巧供给了一种新的用户互操作体验，它可以简化CAD，使三维变得与二维一样易用。这一互操作性将过往独立的二维和三维环境联合在一起，它兼具了成熟三维建模器的稳固耐用性以及二维的易用性。新的推理技术可以主动依据鼠标地位回纳常见束缚，并履行典范的命令。因此，对于不常应用的用户而言，这些设计工具非常易学易用，推进下游的利用进进制作和车间级别。进步多CAD环境下的数据重用率：该技巧容许用户重用来自其它CAD系统的数据，无需重新建模。用户通过一个快速、机动的体系，能够以相比原始体系更快的速度编纂其它CAD体系的数据，并且编纂方式与采取何种设计办法无关。因此，用户可以在一个多CAD环境中进行胜利运用。通过一个名为提醒选择的技巧，可以主动回纳各种设计要素的功效，而无需任何特点或束缚的定义。采取国内著