8、3D扫描与室内定位：技术应用与性能比较

3D扫描与室内定位：技术应用与性能比较

1. 3D扫描在历史建筑建模中的应用

1.1 3D扫描的作用

3D扫描在创建历史建筑精确数值模型的过程中发挥着重要作用。通过3D扫描获得的数字模型可用于有限元分析（FEM）。在大多数情况下，3D扫描用于建筑的库存文档记录，实现建筑的可视化并创建3D模型。

1.2 数据处理的复杂性

尽管激光扫描是一种领先且不断发展的测量技术，但处理和转换点云形式的数据仍然复杂且耗时。对于历史建筑的数字模型，其复杂性体现在两个方面：
- 建筑元素的复杂性 ：除了墙壁和屋顶结构外，还有阳台、檐口、山墙、柱子、拱顶、穹顶、雕刻装饰元素等。这些元素可能来自不同的建筑历史时期，构成复杂的结构。
- 建筑元素数量的复杂性 ：创建分析结构所需的建筑元素数量众多。理解建筑结构（包括平面图、图像和激光扫描获得的点云）对于正确拟合结构各部分与相邻元素的关系至关重要。然而，只有简单的几何形状能自动调整到点云中，不包括如柱槽、涡卷和拱顶等建筑元素。此外，只能可视化结构的可见部分，总有一些组件部分无法被相机或激光扫描仪捕获，但这些建筑元素的位置是可预测的，例如，科林斯柱式柱头的隐藏或损坏部分可以通过其构造知识来确定。

1.3 3D扫描技术的优势

基于3D扫描的测量技术正逐渐取代传统的测量库存方法，以满足历史建筑监测和保护的需求。该技术不仅通过提高效率减少了工作时间，还能创建3D模型，在CAD软件中制作精确图纸，并进行准确的静强度有限元分析。3D激光扫描仪的发展旨在提高测量速度和精度，并扩大从一个测量位置的研究范围，为更