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1、毕业设计论文开题报告题目PhotoModeler Scanner 在古建筑测绘中的应用专业测 绘 工 程班级0901 班学生XXX指导教师X X X重庆交通大学2023 年一、争论本课题的背景和意义中国古建筑是世界上连续历史最长、分布地域最广、风格格外显明的独特建筑体系，蕴含着丰富的文化价值、历史价值及艺术价值，是古代人们劳动与才智的结晶， 是几千年文化传承与进展的沉积。随着社会经济的不断进展，人们生活水平及品位的日渐提高，人们对那些经过几千年风风雨雨而最终保存下来的古代建筑的保护也越来越重视。古建筑测绘作为古建筑保护过程中不行或缺一个重要环节，也越来越备受关注。古建筑测绘是测绘学在文化遗产保
2、护领域中建筑遗产记录，监测以及保护工程实 施等方面的直接应用，其为古文物建筑的保护供给科学记录的档案，是保护工作科学、有效的进展同时又为建筑历史与理论争论、建筑史教学供给翔实的根底资料，为继承 发扬传统建筑文化、探究的现代建筑创作供给借鉴。在古建筑测绘中近景摄影测量 方法对于古建筑的保护、修理或重建工程是最适宜和最抱负的方法，也是其他方法无 法替代的。摄影测量的有着悠久的历史，目前数字近景摄影测量最有极大的潜力和灵 活性。在古文物、古建筑领域，自动的或半自动的数字近景摄影测量系统是一强有力 的工具，可用于古文物、古建筑的重建、修复、维护、争论和资料记录等。为了满足古建筑保护的需要，本文综合考虑
3、古建筑测绘对古建筑保护的重要意义， 分析了目前古建筑测绘中最合理和最抱负的测量方法数字近景摄影测量，并结合PhotoModeler Scanner 软件在三维建模和测量中的应用，提出了将数字近景摄影测量结合 PhotoModeler Scanner 软件运用到古建筑测绘中，以便为古建筑的重建、修复、维护及争论猎取第一手资料。二、国内外的争论状况及进展趋势近景摄影测量的进展在国际上已经有五六十年的历史。国际摄影测量与遥感协会下属的一个特地组织，称之为近景摄影测量与机器视觉委员会，在它的组织下每两年召开一次国际性的学术争论会。在国外，对于近景摄影测量的争论及进展如下：英国伦敦大学学院的 Singh
4、 R.等人争论对纹理和特征不明显的目标通过近景摄影测量进展三维重建承受主动光线照耀目标物来形成人工纹理，取得良好的效果。保加利亚 Dimitar Jechev 争论使用一般非量测相机进展近景摄影测量，通过一种特别的数学模型来对非量测相机的缺陷进展校正。美国加州工学院的 Bouguet J.Y. 于 1999 年开发的三维可视化建模技术，利用平面标志板校正相机参数，并利用他本人提出的弱构造光技术进展被摄物体的立体建模，在考古和工程测量上很有有用价值。德国的 Thomas Lake,Wolfgang Forstner 对一般相机进展近景摄影测量时，内方位元素及镜头畸变的室内矫正试验进展了深入探讨。
5、芬兰的 Haggren H.等人用旋转相机拍摄具有球面效果的照片来进展目标物的测量与目标重建。澳大利亚墨尔本大学的 Fraser C.S.等人对近景摄影测量的自动化及其校正进展了深入的争论，将其用在事故现场重现、工业测量等方面，并研制出 iWitness 等著名摄影测量与建模软件。日本京都大学的 Ohnishi Y.,Nishiyama S.等人于 2023 年承受近景摄影测量山体边坡的变形问题，其在边坡上布置大量的标志点，但不设把握点，只把仪器处的三维坐标测出即可。在国内，近景摄影测量在近十余年内有较大的进展，下面就简洁列举数例：中南大学的曾卓乔教授于提出了近景摄影测量的很多理论方法，并于上
6、世纪80 年月领先将摄影测量的 P-H 算法从德国引入国内。武汉大学的李德仁、冯文灏对数字化摄影测量的理论争论做出了很多卓有成效的工作。武汉大学研制的全数字化近景摄影测量设备 VirtuoZo，到达了国际先进水平。吴世棋、孔建、张德强在 1994 年承受国产 DJS19/1318 型摄影经纬仪，以单像解析法，在 50m 的距离内，使物方标志点的量测精度到达了1mm 。但该方法需要昂贵的特地设备如专业量测相机和立体坐标量测仪和经过特别培训的特地人员，且现场需要布设像控点，预备工作简洁，与全站仪法相比并不占有明显优势。于承、徐芳、宋传增等人应用一般数码相机开展钢构造变形监测的争论，承受透视变换订正
7、算法，结合数字图像处理进展目标点自动识别与定位，实现钢构造瞬间挠度的变形监测。寇建等人将光学量测影像数字化应用，争论解决矿山活动塌陷区大范围的地表监测问题，发挥了近景摄影技术在对危急现场处理的技术优势。数字影像与计算机数据处理结合的优势使人们致力于争论开发有用的近景影像技术系统，解决一些具体的工程应用问题。贺跃光等人介绍了中南大学研制的计算机无接触三维数字化近景摄影测量系统的构成、工作环境、功能、适用范围，以及系统的使用方法。并以其中电子经纬仪虚拟照片法观测隧道周边位移为例，分析了系统的原理、使用方法及其精度。结果说明， 承受该系统精度牢靠，操作简便，且适用性强。王国辉、马莉等人争论出一种无固
8、定测站式的近景摄影测量方法。该方法手持相机，不设固定测站，不设把握点，但需要在欲测断面上悬挂一、二把基尺，对像标和标尺拍照，像片输入计算机，用鼠标量测像点坐标，用改进的 P-H 算法转换成物空间坐标。其争论适合在施工中隧道推广，现场试验亦到达了较高的精度。刘大刚提出了标定摄像法，可以手持相机对隧道断面进展摄影，具有更多的便利和灵敏性，并在理论推导中，首次考虑了相机镜头畸变的影响。其现场试验在已建成通车 10 年的大路隧道内进展，精度到达了1mm 以下。但由于仍需布设把握点，且试验环境较抱负，故其争论成果假设于施工中的隧道推广尚需抑制较多实际困难。田成功对使用非量测相机应用近景摄影测量技术观测构
9、造变形进展了深入的研 究，并使用小波变换、神经网络等人工智能手段对观测结果进展了处理。其于云南小湾电站的大型洞室内进呈现场试验，量测结果到达了较高的精度，但由于施工现场的环境影响，精度与全站仪相比尚有确定的差距。目前，近景摄影的争论方向也还朝着数字近景摄影测量与计算机视觉领域进展延长拓展。近景摄影测量在近十余年已经有了长足的进展，几乎全部的民用或军用部门都使用过近景摄影测量。在争论和实践的推动下，近景摄影测量技术已经日臻完善， 目前已经广泛应用于建筑工程、航空航天技术、汽车制造、医学、古建筑与古文化争论、考古等各个领域。近景数字摄影测量作为一种非接触性测量手段，是基于严谨的理论和现代的硬软件设
10、施，可到达相当高的精度，牢靠性强，以像片作为信息载体猎取被测物体大量的物理和几何信息。三、古建筑测绘的现状古建筑测绘具有悠久的历史，随着科学技术的不断进展，古建筑测绘技术也越来越多样。如原始测量技术、免棱镜全站仪技术、全站仪结合数码相机技术、三维激光扫描技术和数字近景摄影测量技术等。原始测量技术主要是通过直尺、卷尺、绳、垂球等工具，直接量取建筑物及构件的尺寸的方式采集数据，这种方法连续了几千年，虽然操作简洁，但是对于大型和简洁的建筑，无法保证足够的精度；对于高处构件的测量和绘制，对操作者具有确定的危急性，对建筑物也简洁产生破坏。免棱镜全站仪技术在完成古建筑测绘是不需要接触被测点，不需要在观测点
11、上安置棱镜，无需爬高，相对于原始测量技术危急性大大降低，也不会对古建筑造成大的破坏。测量时全站仪直接瞄准观测点，测距光束经自然外表反射后可直接测量距离和坐标，实现了“所瞄即所测”。全站仪结合数码相机技术是先通过全站仪猎取古建筑物上足够特征点的坐标，同时利用数码相机猎取古建筑物的图像，在内业处理时，将裁剪后保存下的有用图像导入处理软件，插入全站仪猎取的特征点的坐标，以便对图像承受“三次变换”方法进展订正，最终对订正后的图像进展矢量化得到所需的古建筑的立面图。国内 21 世纪初叶，三维激光开头被应用于古建筑测绘领域，如用于故宫修复测绘、和数码相机相结合对古建筑物进展快速三维重建等，实现古建的数字化
12、存档，为争论 中国古建筑史和建筑理论供给重要资料。但是其技术含量较高，硬件设备昂贵，投入 大，易受古建筑物四周高大树木遮挡等，实际实施往往有难度。近景摄影测量技术由于具有瞬间猎取被测物体大量物理信息和几何信息、不伤及 测量目标，不干扰被测物自然状态、适合于动态物体外形和运动状态测定、基于严谨 的理论和现代硬软件，可供给相当高的精度与牢靠性及供给三维空间坐标的各种产品 等优点，而成为古建筑的保护、修理或重建工程是最适宜和最抱负的方法。在古文物、古建筑领域，自动的或半自动的数字近景摄影测量系统是一强有力的工具，可用于古 文物、古建筑的重建、修复、维护、争论和资料记录等。四、本课题争论内容本论文主要
13、争论的是利用数码相机猎取古建筑的影像资料，结合数字近景摄影测量技术，通过 PhotoModeler Scanner 软件对已获得的进展处理，完成对古建筑的三维建模和测量。其中将把争论重点放在以下内容上：（1） 争论古建筑测绘的背景、意义以及现状。（2） 争论近景摄影测量的根本概念。深入阐述近景摄影测量的常用坐标系、像片的内外方位元素、共线条件方程式以及共面条件方程式。（3） 重点争论近景摄影测量的理论模型。分析光线束平差解法及 直接线性变换解法这四种摄影测量中常用理论模型、解算方法和应用范围。（4） 认真争论非量测型数码相机检校的理论和方法。（5） 争论古建筑测绘的野外作业流程。对自动识别标志
14、的合理布设，像片的拍摄方法，把握点及相对把握的布设深入争论。（6） 争论利用 PhotoModeler Scanner 进展古建筑的三维建模与测量的方法。五、参考文献1 罗哲文,中国古代建筑M,上海:上海古籍出版社，20232 左光之, 古建筑测绘教学的争论与探讨J, 科学信息，2023.23，P 188-1883 李振涛、许妙忠，数字近景摄影测量在古建筑物重建中的应用争论B, 测绘信息与工程，2023.32(4)，P84 曹勇，现代科技在古建筑绘中的应用A，现代物业，2023,03，P54-565 王京卫 、杨风雷 、郭秋英，基于免棱镜全站仪的古建筑文物测绘方法A, 山东建筑大学学报,2023.4, 第 26 卷 第 2 期,P178-1816 余明、丁辰，过静珺. 激光三维扫描技术用于古建筑测绘的争论J. 测绘科学，2023.10，P69-70.7 冯文灏，近景摄影测量M，武汉，武汉大学出版社，2023六、指导教师意见指导教师： 时间：七、学院毕业设计论文指导小组意见负 责 人： 时间：