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广西花山岩画基于激光点云的三维仿真系统和基于GIS的二维信息管理系统的构建研究

作　者: 杨晨玲
导　师: 刘先林；钟若飞
学　校: 首都师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 花山岩画三维仿真信息监测空间分析
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着历史文化遗产的破坏日趋加重,文物保护工作日益受到重视。在历史文化遗产的保护和监测工作中,三维激光扫描测量技术、三维建模技术、虚拟现实技术、计算机技术、信息传输技术、3S技术(地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS))、数据库技术的应用是提高采集信息的质量、保护监测的技术含量以及确保遗产安全的一个关键。三维激光扫描测量技术能够快速、准确、完整的采集文物的三维点云数据；三维建模技术、计算机技术、遥感技术(RS)的综合运用能够利用三维点云数据快速进行三维建模,然后利用虚拟现实技术实现文物的三维仿真；利用3S技术(地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS))可以对文物的二维文物数据进行编辑、量测、统计和分析,甚至可以利用相关指标进行综合评定和预测,起到辅助决策的作用；还可以加入信息传输技术,使多级用户共享、或者共同在浏览器端参与浏览和简单的交互操作。本文主要利用了上述技术,以花山岩画本体病害信息为研究对象,设计了三维仿真系统和二维信息管理系统,以便实现对花山岩画的三维模拟和对二维信息的准确把握,从而找到合适的保护方案。本文的主要贡献如下：(1)结合不同比例尺的特点,详细设计了一套三维仿真系统。大范围三维仿真模型是结合DEM和融合后的遥感影像而构建的,起到宏观浏览的作用；花山岩画部分的微观建模是基于三维激光扫描仪和高清相机采集的影像,通过构建三角网的技术构建而成。两种方法结合,能够实现大范围浏览时快速、流畅,小范围时精确、清晰的效果。(2)利用ArcEngine和VB.net 2005进行二次开发,构建了二维花山信息管理系统。主要功能为对花山岩画病害信息的编辑、病害查询、空间统计、空间分析(缓冲区分析和叠置分析)、输出等,最后,结合了具体的现场采集的花山岩画病害数据做出统计与分析,并作出了相应的预测。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
图表索引  9-10
第一章绪论  10-17
  1.1 论文的研究背景和研究目的及意义  10-14
    1.1.1 选题背景  10-12
    1.1.2 论文的研究目的及意义  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 论文的主要内容和组织结构  15-17
    1.3.1 论文的主要内容  15
    1.3.2 论文的组织结构  15-17
第二章论文的相关理论与技术  17-22
  2.1 三维激光扫描技术  17-18
  2.2 三维建模的相关知识  18-19
    2.2.1 DXF数据简介  18
    2.2.2 OpenFli曲t简介  18-19
  2.3 花山岩画管理系统开发的相关技术  19-22
    2.3.1 相关软件及基本知识介绍  19-20
      2.3.1.1 AutoCAD简介  19
      2.3.1.2 ArcGIS、ArcEngine简介  19-20
      2.3.1.3 FME Suite简介  20
    2.3.2 软件选取原因  20-22
第三章花山岩画三维仿真系统的构建  22-38
  3.1 花山岩画三维仿真系统总体设计思路  22
  3.2 花山岩画三维仿真系统建立的详细流程  22-24
  3.3 花山岩画三维仿真系统的建立  24-38
    3.3.1 数据准备  24-29
    3.3.2 利用Global Mapper进行数据转化  29-30
    3.3.3 利用MultiGen Creator进行模型创建  30-32
    3.3.4 利用PolyTrans软件将数据转化为  32
    3.3.5 在C3D数据引擎平台上并进行三维展示  32-33
    3.3.6 花山岩画部分微观模型建立  33-38
      3.3.6.1 三维点云的获取与采集  33
      3.3.6.2 高清数字图像纹理的获取与采集  33-34
      3.3.6.3 分幅点云配准拼接  34-35
      3.3.6.4 构建点云三角网模型  35
      3.3.6.5 建立纹理和三角网模型的映射  35-38
第四章花山岩画二维信息管理系统的构建  38-54
  4.1 花山岩画二维信息管理系统的设计  38-42
    4.1.1 系统需求分析  38-39
      4.1.1.1 系统建设目标  38-39
      4.1.1.2 系统建设原则  39
    4.1.2 系统设计  39-42
      4.1.2.1 系统总体设计  39-40
      4.1.2.2 系统数据库部分设计  40-41
      4.1.2.3 系统具体的功能设计  41-42
  4.2 花山岩画二维信息管理系统的实现  42-46
    4.2.1 准备工作  42-43
    4.2.2 开发环境  43
    4.2.3 数据入库  43-44
    4.2.4 系统实现  44-46
      4.2.4.1 主界面实现  44
      4.2.4.2 图层加载与管理功能实现  44-45
      4.2.4.3 病害查询功能实现  45
      4.2.4.4 病害分析功能实现  45
      4.2.4.5 打印输出功能实现  45
      4.2.4.6 系统实现的最终效果  45-46
  4.3 具体病害的研究分析  46-54
    4.3.1 花山岩画病害基本介绍  46-47
    4.3.2 具体病害研究分析  47-54
      4.3.2.1 具体病害的统计分析  47-49
      4.3.2.2 具体病害的空间分布分析  49-51
      4.3.2.3 具体病害分析和预测  51-54
第五章总结和展望  54-56
  5.1 总结  54
  5.2 不足和展望  54-56
参考文献  56-59
致谢  59

广西花山岩画基于激光点云的三维仿真系统和基于GIS的二维信息管理系统的构建研究

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