1、相對(duì)于我國(guó)古代先進(jìn)的建筑技術(shù)成就，我國(guó)在古建信息化方面還比較落后，急需利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)古建保護(hù)和開(kāi)發(fā)進(jìn)行探索和研究。本研究以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“文物三維模型的語(yǔ)義標(biāo)注與本體檢索技術(shù)研究”項(xiàng)目(60873094)和國(guó)家863項(xiàng)目“三維模型智能處理與檢索平臺(tái)”(2008AA012301)為背景，針對(duì)獲取古建筑資料的人工測(cè)量、激光掃描和二維影像三大方式，研究了工程結(jié)構(gòu)3D模型、點(diǎn)云數(shù)據(jù)3D模型和二維影像形成3D模型重建的關(guān)鍵技術(shù)，取得了一

2、定的成果，論文主要研究進(jìn)展如下：
　　 1.提出并建立古建筑常用3D構(gòu)件庫(kù)框架體系。針對(duì)古建筑工程結(jié)構(gòu)3D模型重建直接繪圖作業(yè)量巨大且重復(fù)工作多的問(wèn)題，通過(guò)研究古建筑形制化集成的特點(diǎn)，提出了以斗口模數(shù)十一等材(一營(yíng)造寸)為基礎(chǔ)模數(shù)，建立一個(gè)通用性較強(qiáng)的古建筑常用3D構(gòu)件庫(kù)框架體系。并在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了構(gòu)件庫(kù)可視化應(yīng)用接口。為配合構(gòu)件組合后的復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)的顯示速度，研究了構(gòu)件庫(kù)模型的不同形式，為古建筑三維工程模型的快速重建奠定了基

3、礎(chǔ)。
　　 2.提出了一種參數(shù)化的古建筑工程結(jié)構(gòu)3D模型重建方法。該方法以古建筑測(cè)繪圖紙為出發(fā)點(diǎn)，研究了古建筑圖紙中的實(shí)體元素語(yǔ)義，尺寸標(biāo)注語(yǔ)義，圖樣信息的隱含語(yǔ)義的描述方法，獲得相關(guān)參數(shù)，并以此參數(shù)調(diào)用三維構(gòu)件庫(kù)中的三維構(gòu)件，從而實(shí)現(xiàn)古建筑三維工程模型的快速重建。該方法建立了工程級(jí)別的精細(xì)矢量三維模型，完整重建了古建筑的外形和內(nèi)部工程結(jié)構(gòu)關(guān)系，為古建筑的重建、修復(fù)提供了新的技術(shù)手段。并以典型單檐廡殿頂建筑的三維重建為例，很好地

4、驗(yàn)證了該方法。
　　 3.提出了基于聚類(lèi)平面特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)算法。針對(duì)大型古建筑的點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括大量冗余數(shù)據(jù)，難以直接用于三維重建。研究發(fā)現(xiàn)，建筑物垂直地面，在高度方向上的截面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，一定位于該平面內(nèi)建筑物的輪廓線(xiàn)上。基于此原理，該算法不需要先對(duì)掃描對(duì)象進(jìn)行表面重構(gòu)，而是在保持建筑物高度方向數(shù)據(jù)精度的前提下，對(duì)數(shù)據(jù)分層聚類(lèi)分析，將滿(mǎn)足條件的特征點(diǎn)保留下來(lái)，刪除其余的點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑點(diǎn)云數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化。實(shí)例證明該算法根據(jù)不同建筑外

5、形特征，可以達(dá)到70％-90％以上的精簡(jiǎn)比率。大大提高了大型古建筑點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維重建的效率。并在小雁塔點(diǎn)云重建中應(yīng)用，具有良好的建模效果。
　　 4.提出基于基本體素的投影反求三維坐標(biāo)的重建算法。該算法在單幅二維影像3D模型重建過(guò)程中，通過(guò)幾何體素滅點(diǎn)透視原理恢復(fù)三維體素特征點(diǎn)坐標(biāo)。同時(shí)，根據(jù)古建筑的特點(diǎn)，對(duì)該算法進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，給出了體素標(biāo)定重建方法。首先利用投影反求算法獲取基本體素特征點(diǎn)三維坐標(biāo)，再根據(jù)這些特征點(diǎn)坐標(biāo)，導(dǎo)出投