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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