文物建筑三維信息采集技術(shù)規(guī)程

PAGE14PAGE1文物建筑三維信息采集技術(shù)規(guī)程范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了XX地區(qū)文物建筑三維信息采集作業(yè)在技術(shù)準(zhǔn)備、控制測量、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理、成果制作、質(zhì)量檢驗與成果歸檔等方面的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于XX地區(qū)文物建筑的三維信息采集作業(yè)。歷史建筑與其它有價值的建筑以及古文化遺址、古墓葬、石窟寺和石刻等可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12979近景攝影測量規(guī)范GB/T18316數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收GB/T24356測繪成果質(zhì)量檢查與驗收GB50104建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)WW/T0024文物保護工程文件歸檔整理規(guī)范WW/T0063石質(zhì)文物保護工程勘察規(guī)范CH/T1001測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定CH/T1004測繪技術(shù)設(shè)計規(guī)定CH/T6005古建筑測繪規(guī)范CH/T8023機載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范CH/Z3017地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程CJJ/T157城市三維建模技術(shù)規(guī)范術(shù)語、定義和縮略語術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。文物建筑historicalandculturalrelic被公布或登記為不可移動文物，具有歷史價值、科學(xué)價值和藝術(shù)價值的古建筑、紀(jì)念建筑及優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑。三維信息采集技術(shù)threedimensionalinformationacquisitiontechnology采用專業(yè)的儀器設(shè)備及相應(yīng)的處理技術(shù)獲取采集對象的位置、尺寸、形態(tài)、色彩、紋理等現(xiàn)狀信息的全過程。總圖測繪generallayoutsurveyingandmapping對文物建筑所在區(qū)域的現(xiàn)狀地形及古建筑的布局進行測繪的過程。獨立坐標(biāo)系independentcoordinatesystem相對獨立于國家坐標(biāo)系外的局部測量平面直角坐標(biāo)系。通尺寸overallsize單體文物建筑的通面闊、通進深、通高等尺寸信息。建筑級buildinglevel三維信息采集對象為單體文物建筑時的規(guī)定精度等級。構(gòu)件級memberlevel三維信息采集對象為文物建筑的構(gòu)件或節(jié)點時的規(guī)定精度等級，構(gòu)件或節(jié)點主要包括梁、柱、枋、斗拱、門窗、石件、瓦件等。細(xì)部級detaillevel三維信息采集對象為幾何尺寸及其凹凸變化小于等于3mm的規(guī)定精度等級，采集對象主要包括雕刻、油飾、彩畫、壁畫等。三維掃描法threedimensionalscanning采用三維掃描設(shè)備進行三維信息采集的全過程，主要包括地面三維激光掃描、移動三維激光掃描、近距離三維掃描等技術(shù)。地面三維激光掃描技術(shù)terrestrialthreedimensionallaserscanningtechnology基于地面固定平臺的一種通過發(fā)射激光獲取被測物體表面三維坐標(biāo)、反射光強度等多種信息的非接觸式主動測量技術(shù)。移動三維激光掃描motionalthreedimensionallaserscanning基于移動運載工具獲取三維信息的激光掃描方式。近距離三維掃描close-rangethreedimensionalscanning特指采用三維掃描設(shè)備作業(yè)且掃描距離在1m以內(nèi)的高精度掃描方式。近景攝影法close-rangephotogram利用近景攝影測量的方法進行三維信息采集的全過程。點云pointcloud以離散、規(guī)則或不規(guī)則方式分布在三維空間中的點的集合。點云密度pointclouddensity單位面積上點的平均數(shù)量。標(biāo)靶target用一定材質(zhì)制作的具有規(guī)則幾何形狀的標(biāo)志，該類標(biāo)志在點云中能夠很好地被識別和量測，從而可以用于點云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核及點云配準(zhǔn)等工作。點間距distancebetweenpoints點云中相鄰兩點之間的距離。點云配準(zhǔn)pointcloudregistration把在不同站位獲取的地面三維激光掃描點云變換到同一坐標(biāo)系下的過程。重建的三維模型threedimensionalreconstructedmodel根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，利用不同處理制作方法，形成的物體三維模型。縮略語下列縮略語適用于本文件。TDOM真數(shù)字正射影像圖（truedigitalorthophotomap）DLG數(shù)字線劃圖（digitallinegraph）VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtualreality）HDR高動態(tài)范圍圖像（High-DynamicRange）總則空間基準(zhǔn)文物建筑三維信息采集涉及總圖測繪時，坐標(biāo)系宜采用2000國家大地坐標(biāo)系，若采用獨立坐標(biāo)系，應(yīng)與2000國家大地坐標(biāo)系建立聯(lián)系。文物建筑三維信息采集涉及總圖測繪時，高程基準(zhǔn)宜采用1985國家高程基準(zhǔn)，若采用地方高程基準(zhǔn)或自定義高程基準(zhǔn)，應(yīng)與1985國家高程基準(zhǔn)建立聯(lián)系。可根據(jù)實際情況自行建立滿足需求的獨立坐標(biāo)系。時間基準(zhǔn)時間基準(zhǔn)應(yīng)采用公元紀(jì)年、XX時間。精度控制文物建筑三維信息的采集精度等級應(yīng)符合下列要求：文物建筑三維信息采集精度等級劃分為一、二、三、四等，根據(jù)采集目標(biāo)的不同，每等采集精度劃分為建筑級、構(gòu)件級、細(xì)部級；應(yīng)根據(jù)文物建筑的保護級別與采集目標(biāo)選擇適宜的精度，采集精度等級與技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定；當(dāng)根據(jù)采集成果制作特定比例尺的TDOM或DLG時，點間距應(yīng)符合表2的規(guī)定。文物建筑三維信息采集精度等級與技術(shù)指標(biāo)精度等級適用文物建筑保護級別建筑級構(gòu)件級細(xì)部級通尺寸中誤差色彩紋理尺寸中誤差色彩紋理尺寸中誤差色彩紋理一等全國重點文物保護單位、世界文化遺產(chǎn)20mm5mm以內(nèi)3mm以內(nèi)二等市級文物保護單位30mm典型構(gòu)件5mm以內(nèi)--三等區(qū)級文物保護單位50mm四等未公布等級的注1：當(dāng)采集條件困難時，采集指標(biāo)可酌情放寬，但不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)的2倍。注2：構(gòu)件級及細(xì)部級的信息采集，可根據(jù)業(yè)主單位的要求及項目的實際需求進行選擇。注3：表中“”表示應(yīng)選擇的項目，“-”表示不要求。文物建筑三維信息采集的點云密度指標(biāo)比例1:5001:2001:1001:501:201:101:5點間距40mm16mm8mm4mm1.6mm0.8mm0.4mmDPI300300300300300300300文物建筑三維信息采集的成果可用于遺產(chǎn)記錄、數(shù)字化存檔、科學(xué)研究、虛擬現(xiàn)實、變形監(jiān)測等多方面，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇科學(xué)、適宜、經(jīng)濟的精度。精度控制應(yīng)符合下列原則：采集精度應(yīng)滿足實際項目的需要；精度設(shè)定應(yīng)兼顧經(jīng)濟性與采集效率；采集成果應(yīng)真實、完整地反映文物建筑的價值。文物保護要求文物建筑的三維信息采集作業(yè)應(yīng)遵循文物保護相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章制度，不得破壞文物建筑本體及其周邊環(huán)境，不得損害其文物價值的真實性與完整性?？傮w工作流程文物建筑三維信息采集的作業(yè)流程應(yīng)包括技術(shù)準(zhǔn)備、控制測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、成果制作、質(zhì)量檢驗與成果歸檔等步驟。技術(shù)準(zhǔn)備資料收集作業(yè)前應(yīng)按以下方面收集基礎(chǔ)性資料：文物保護單位的記錄檔案；能反應(yīng)該文物建筑歷史沿革、自然地理環(huán)境、人文社會環(huán)境、考古發(fā)掘情況、古樹名木等信息的相關(guān)資料；保護規(guī)劃、保護工程方案等；能反應(yīng)文物建筑周邊地形、保護范圍與建設(shè)控制地帶情況的圖紙等；歷次維修記錄，包括建筑測繪圖、設(shè)計圖、竣工圖等檔案資料;書籍、文獻等其他相關(guān)資料?，F(xiàn)場踏勘應(yīng)按以下方面進行現(xiàn)場探勘：核對資料與現(xiàn)場情況，并進行適用性分析；查看測區(qū)周邊的自然環(huán)境與人文地理狀況；調(diào)查文物建筑本體及周邊樹木、車輛、人流等干擾因素；應(yīng)與目標(biāo)文物建筑的保管單位及相關(guān)方取得聯(lián)系，確保作業(yè)條件。調(diào)研分析應(yīng)按以下方面對基礎(chǔ)資料與踏勘成果進行分析：從歷史、科學(xué)、藝術(shù)、社會、文化等方面對文物建筑進行價值評估，確定該文物建筑三維信息采集項目的采集內(nèi)容；從項目需求、采集對象、設(shè)備條件、經(jīng)濟適用性等多方面進行分析研究，確定該項目科學(xué)、適宜、經(jīng)濟的精度要求；分析該文物建筑的本體結(jié)構(gòu)特點及周邊環(huán)境產(chǎn)生的干擾因素，提出該項目的作業(yè)難點與相應(yīng)的技術(shù)解決方案；技術(shù)設(shè)計文物建筑三維信息采集項目應(yīng)編寫技術(shù)設(shè)計書。編寫應(yīng)符合CH/T1004的規(guī)定，內(nèi)容應(yīng)包括項目概述、建筑歷史沿革及現(xiàn)狀、已有資料情況、引用文件及作業(yè)依據(jù)、主要技術(shù)指標(biāo)、規(guī)格儀器和軟件配置、作業(yè)人員配置、技術(shù)方案、作業(yè)流程和進度安排、文物保護措施、安全保障措施、質(zhì)量控制措施、成果歸檔等內(nèi)容。人員配置作業(yè)人員應(yīng)由業(yè)務(wù)水平高、技術(shù)熟練且人儀差穩(wěn)定的技術(shù)人員擔(dān)任：作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過專門的技術(shù)培訓(xùn)，掌握專業(yè)設(shè)備的操作方法和相關(guān)的行業(yè)規(guī)范；作業(yè)團隊學(xué)術(shù)背景應(yīng)涵蓋文物建筑保護、測繪學(xué)、計算機等專業(yè)；外業(yè)作業(yè)時，一臺掃描儀宜配備3-5名作業(yè)人員；內(nèi)業(yè)作業(yè)時，作業(yè)人員數(shù)量宜與外業(yè)相匹配，應(yīng)實時檢驗數(shù)據(jù)的精度與完整性。儀器配置應(yīng)根據(jù)技術(shù)設(shè)計書，選擇符合要求的儀器設(shè)備。常用儀器設(shè)備主要包括三維掃描儀、全站儀、水準(zhǔn)儀、GPS定位儀、GNSS接收設(shè)備、數(shù)碼相機、便攜式電腦、無人機、存儲設(shè)備等。對儀器設(shè)備的檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：各部件及附件應(yīng)外觀良好且齊全匹配，各個部件應(yīng)連接緊密且穩(wěn)定耐用；具有對中功能的儀器應(yīng)進行對中檢查；掃描儀應(yīng)能正常運轉(zhuǎn)和正常獲取數(shù)據(jù)，同軸相機應(yīng)能同步獲取圖像；應(yīng)進行“測距精度校驗”和“數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗”；應(yīng)檢查相關(guān)設(shè)備的電源容量、存儲空間、數(shù)據(jù)傳輸、軟件運行等情況?？刂茰y量一般規(guī)定文物建筑三維信息采集涉及總圖測繪時，控制測量應(yīng)執(zhí)行CH/T6005和CH/Z3017的相關(guān)規(guī)定，控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)滿足下列要求：應(yīng)根據(jù)文物建筑布局特點、周邊地形、已知坐標(biāo)點、采集精度等條件進行設(shè)計；應(yīng)根據(jù)測區(qū)范圍的大小與復(fù)雜程度進行整體設(shè)計并分級控制；應(yīng)采用閉合控制網(wǎng)，進行平差處理，控制誤差傳遞；控制點之間應(yīng)相互通透，取得聯(lián)系；應(yīng)考慮到控制點與站位、標(biāo)靶點等特征點之間的聯(lián)系；應(yīng)在文物建筑的室內(nèi)設(shè)置加密控制點；小范圍的采集可不建立控制網(wǎng)，但應(yīng)保證數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的精度。平面控制網(wǎng)宜采用導(dǎo)線XX態(tài)GNSS的方法布設(shè)平面控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)宜采用水準(zhǔn)測量的方法布設(shè)高程控制網(wǎng)，對高程精度要求較低時，也可使用GNSS布設(shè)。控制網(wǎng)加密根據(jù)測區(qū)大小以及文物建筑的分布情況，宜采用導(dǎo)線測量的方法對控制網(wǎng)進行加密。標(biāo)靶測量需要測量標(biāo)靶三維坐標(biāo)時，應(yīng)在同一控制點上測量2次，或在不同控制點上實測2次，平面高程校差應(yīng)不大于2cm，取平均值作為最終成果。數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理一般規(guī)定數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合以下規(guī)定：可采用測記法、三維掃描法、攝影法；應(yīng)遵循“先控制后碎部，先整體后局部”的原則；宜遵循“步步校驗”的原則；測記法采用測記法進行三維信息采集時，應(yīng)執(zhí)行CH/T6005的規(guī)定。三維掃描法建筑級的三維信息采集宜采用地面三維激光掃描，可采用移動三維激光掃描；構(gòu)件級、細(xì)部級的三維信息采集宜采用近距離三維掃描，上述方法可結(jié)合使用。地面三維激光掃描主要流程包括掃描儀精度檢驗、站位布設(shè)、標(biāo)靶布設(shè)、點云數(shù)據(jù)采集、點云色彩紋理采集。掃描儀的精度檢驗應(yīng)執(zhí)行CH/Z3017的規(guī)定，采集等級與技術(shù)指標(biāo)見表3。地面三維激光掃描的采集等級與精度指標(biāo)采集等級通尺寸中誤差（mm）儀器測距中誤差或點間距中誤差（mm）單站最大點間距（mm）一等20≤5≤5二等30≤10≤10三等50≤25≤25四等——————站位布設(shè)應(yīng)參照附錄A的規(guī)定，并應(yīng)符合下列要求：站位之間應(yīng)視野開闊，并盡量與控制點、標(biāo)靶點通視；站位設(shè)計應(yīng)保證數(shù)據(jù)完整、均勻分布，并盡力減少站位數(shù)量；若室內(nèi)存在藻井或天花，可采用設(shè)置特征點、控制點或其他方式進行配準(zhǔn)；測距距離宜小于20米，激光入射角宜小于30度；站間距離宜小于5m；單層建筑檐口以下每開間、每進深均應(yīng)不少于1站，重檐、兩層及以上的建筑站位可參照相同原則布設(shè)；室內(nèi)站位布設(shè)時，天花層以下，每開間、每進深軸線網(wǎng)格內(nèi)均應(yīng)不少于1站，上部站位與下部站位宜交錯布設(shè)；可采用腳手架、搖臂、升降臺等設(shè)施調(diào)整掃描距離與入射角度。當(dāng)進行標(biāo)靶布設(shè)時，應(yīng)符合以下要求：每一站位的標(biāo)靶數(shù)量不應(yīng)少于4個，相鄰兩站的公共標(biāo)靶數(shù)不應(yīng)少于3個；用于拼接的標(biāo)靶應(yīng)在有效測距范圍內(nèi)；標(biāo)靶應(yīng)盡量與站位、控制點、特征點通視良好；標(biāo)靶之間應(yīng)均勻布置、高低錯落，應(yīng)避免主要標(biāo)靶在同一直線上；小范圍的信息采集可不布設(shè)標(biāo)靶，但應(yīng)符合4.3的規(guī)定；點云數(shù)據(jù)采集應(yīng)滿足下列要求：作業(yè)前，應(yīng)按照5.6的規(guī)定進行儀器檢查；相鄰兩站的點云重疊度應(yīng)不小于30%；應(yīng)對標(biāo)靶或其他特征點進行精確掃描，以保證配準(zhǔn)精度；數(shù)據(jù)應(yīng)精確、完整，符合4.3的規(guī)定；應(yīng)記錄站位、標(biāo)靶、控制點、特征點等關(guān)鍵點的信息。點云色彩紋理采集應(yīng)符合以下原則：應(yīng)選擇光線較為柔和、均勻的天氣進行拍攝，避免逆光拍攝；紋理圖像的像元大小應(yīng)執(zhí)行CH/Z3017的規(guī)定；拍攝角度應(yīng)保持鏡頭正對目標(biāo)面，無法正面拍攝全景時，先拍攝部分全景，再逐個正對拍攝，后期再進行合成；如有實施條件，圖像宜存留高動態(tài)色彩HDR文件及原始信息格式RAW文件；數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列規(guī)定：數(shù)據(jù)處理的流程應(yīng)包括：數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、降噪與抽稀、圖像處理、紋理映射、質(zhì)量檢驗；應(yīng)根據(jù)項目的實際需求與客觀條件選擇配準(zhǔn)方式。對數(shù)據(jù)進行降噪與抽稀處理時，不應(yīng)影響特征點的提取與識別，且處理后的點間距應(yīng)符合表3的規(guī)定；圖像處理應(yīng)真實反映實際材質(zhì)的圖案、質(zhì)感、顏色，因視角或鏡頭畸變引起變形，應(yīng)對圖像的變形部分作糾正處理；采用人工方法進行紋理映射時，應(yīng)選用特征突出的點，且紋理映射完成后的圖像應(yīng)與點云模型無明顯偏差；應(yīng)對生成點云模型后的數(shù)據(jù)進行檢驗。移動三維激光掃描移動三維激光掃描路徑設(shè)計應(yīng)符合以下原則：掃描路徑應(yīng)完整覆蓋采集目標(biāo)區(qū)域；單次掃描路徑總長度應(yīng)小于2km，且不應(yīng)重疊；多條相互重疊的掃描路徑的數(shù)據(jù)重疊率應(yīng)大于20%；宜采用閉合路徑設(shè)計進行平差處理；若采集目標(biāo)的特征不明顯，應(yīng)引入控制坐標(biāo)；可通過標(biāo)靶紙、標(biāo)靶球、標(biāo)靶點等輔助設(shè)備提高采集精度。移動三維激光掃描數(shù)據(jù)采集可參照7.3.1.4和7.3.1.5的相關(guān)規(guī)定，并應(yīng)符合以下要求：掃描儀的激光發(fā)射器應(yīng)正面朝向采集對象；作業(yè)過程中應(yīng)做好現(xiàn)場記錄工作：若使用標(biāo)靶，應(yīng)記錄標(biāo)靶位置及編號；對數(shù)據(jù)進行分級保存，包括項目名稱，作業(yè)時間，線路編號等信息。移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理可參照7.3.1.6的相關(guān)規(guī)定，并應(yīng)符合以下要求：應(yīng)刪除人流、車流、樹木等外部不可控因素造成的噪聲點；可通過濾波刪除位于建筑表面的噪聲點；因數(shù)據(jù)重疊或其他原因引起的點云過厚或過多，可進行抽稀，但不應(yīng)影響特征點的提取與識別；應(yīng)根據(jù)實際情況進行降噪與抽稀，需要時可多次進行。近距離三維掃描可參照7.3.1的相關(guān)規(guī)定，并應(yīng)符合下列原則：若紋理顏色有特殊要求，宜使用補光燈、弱光板等設(shè)施；數(shù)據(jù)應(yīng)進行降噪處理；數(shù)據(jù)拼接時，應(yīng)在對齊特征點后進行平差處理；可對數(shù)據(jù)中的孔洞進行曲率填充，但不應(yīng)影響反映文物價值的現(xiàn)狀信息；單張貼圖分辨率應(yīng)符合要求，且無曝光、色彩偏差等問題；碑刻及單體石刻、表面造型及圖案等構(gòu)件級、細(xì)部級的信息采集內(nèi)容及技術(shù)要求應(yīng)滿足WW/T0063中的相關(guān)規(guī)定。近景攝影法使用無人機進行三維信息采集時，作業(yè)前應(yīng)布設(shè)控制點，并應(yīng)符合以下要求：控制點應(yīng)均勻布設(shè)在航帶間重疊位置，對地形變化復(fù)雜區(qū)域可適當(dāng)加密控制點個數(shù)；控制點的目標(biāo)影像應(yīng)清晰，易于辨別的明顯地物點，如交點、角點、點狀地物中心等；控制點位置應(yīng)易于準(zhǔn)確定位和量測；弧形地物及陰影等不應(yīng)選作為點位目標(biāo)?？刂撇键c按照航攝分區(qū)情況，每個航攝分區(qū)采取“4+1”布點方式進行點位布設(shè)。采用近景攝影法進行三維信息采集時，應(yīng)執(zhí)行GB/T12979、CH/T6005并符合以下要求：應(yīng)根據(jù)文物建筑的大小形狀與環(huán)境條件，制定適宜的采集方案；應(yīng)在精度、可靠性、可檢驗性等方面對近景攝影測量網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計；物方控制的精度宜高于總精度要求的1/3；圖像拍攝方式可采用正直、等傾、交向或其它方式；圖像應(yīng)能真實地反映文物建筑表面的顏色、紋理、質(zhì)感等信息；無人機影像采集按照規(guī)范要求進行航攝分區(qū)的劃分和航線布設(shè)；無人機影像采集優(yōu)先保證下視基準(zhǔn)面地面采集分辨率。部分高差較大區(qū)域地面分辨率可適當(dāng)放寬；無人機航攝作業(yè)航向影像重疊度需大于75%和旁向重疊度需大于60%；影像信息采集應(yīng)選擇本攝區(qū)最有利的氣象條件，避免或減少地表植被和其他覆蓋物（如：積雪、洪水、沙塵等）對攝影的不良影響；宜根據(jù)攝區(qū)的太XX度角和陰影倍數(shù)選擇拍攝時間，應(yīng)保證具有充足的光照度，避免過大的陰影；部分光照不充分或陰影面積過大的測區(qū)，宜選擇在亮度較高的陰天執(zhí)行航攝任務(wù)，并通過航攝相機參數(shù)調(diào)整的方式降低對自然光照的依賴；數(shù)據(jù)采集完成后應(yīng)現(xiàn)場檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，合格后方可離場，若數(shù)據(jù)效果不佳，應(yīng)考慮補飛或重飛。移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列規(guī)定：可采用模擬法或解析法處理圖像，精度等級應(yīng)符合4.3的要求；應(yīng)采用微分糾正法制作正射影像圖；圖像處理應(yīng)滿足7.3.1的相關(guān)內(nèi)容規(guī)定。成果制作三維模型建立三維模型包括三維點云模型、三角網(wǎng)模型和重建的三維模型。三維模型的重建應(yīng)符合CJJ/T157中的相關(guān)規(guī)定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：利用點云進行三維模型重建時，宜先對點云進行分割；對于規(guī)則的構(gòu)件，可利用已測平立剖面圖或?qū)崪y數(shù)據(jù)進行正向參照建模；對于球面、弧面、柱面、平面等標(biāo)準(zhǔn)面應(yīng)根據(jù)點云數(shù)據(jù)擬合幾何模型；對于形狀不規(guī)則的部分，宜利用點云構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)模型，應(yīng)利用孔填充、邊修補、簡化和細(xì)化、光滑處理等技術(shù)手段優(yōu)化三角網(wǎng)模型；對于表面光滑部分的重建，宜利用曲面片劃分、輪廓線探測與編輯、曲面擬合等技術(shù)手段生成曲面模型。點云數(shù)據(jù)成果格式應(yīng)采用通用的TXT、XYZ等格式以及可支持AutoCAD使用的RCS、RCP等格式。文物建筑的整體點云模型成果應(yīng)保留單站數(shù)據(jù)信息。TDOM制作可利用點云模型、三角網(wǎng)模型、重建的三維模型進行TDOM制作，并應(yīng)符合下列規(guī)定：比例尺應(yīng)選擇常見的1:5、1:10、1:20、1:50、1:100、1:200、1;500；圖紙類型應(yīng)包括平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖；點云或三維模型可辨識有效信息分辨率應(yīng)滿足或高于打印圖紙點對點分辨率；圖片打印分辨率不應(yīng)低于300dpi，點間距應(yīng)符合表2的規(guī)定；當(dāng)采集數(shù)據(jù)不全時，若建筑結(jié)構(gòu)交接關(guān)系明確的，可根據(jù)露明部分尺寸推算隱蔽尺寸，反推算的結(jié)果應(yīng)特別說明；比例尺、符號、標(biāo)注等相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)執(zhí)行GB50104的規(guī)定；成果數(shù)據(jù)格式應(yīng)采用通用的TIFF、JPEG等格式和PDF格式。DLG制作可利用點云模型、三角網(wǎng)模型、重建的三維模型、TDOM進行DLG制作，并應(yīng)符合下列規(guī)定：成果數(shù)據(jù)格式應(yīng)采用通用的DWG、DXF等格式和PDF格式；宜分為根據(jù)文物建筑形制繪制和根據(jù)文物建筑現(xiàn)狀繪制兩種方式；符合5.4與9中規(guī)定；文物建筑測繪圖制作應(yīng)符合CH/T6005的相關(guān)規(guī)定。質(zhì)量檢驗與成果歸檔質(zhì)量檢驗一般規(guī)定文物建筑三維信息采集成果的質(zhì)量檢驗應(yīng)符合下列規(guī)定：對點云數(shù)據(jù)、三維模型、TDOM、DLG等成果，應(yīng)進行質(zhì)量檢驗；對采集成果的質(zhì)量檢驗應(yīng)符合GB/T18316、GB/T24356的相關(guān)規(guī)定，實行兩級檢查、一級驗收的模式；質(zhì)量檢驗應(yīng)保留記錄，記錄應(yīng)規(guī)范、清晰、完整。質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法點云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法如下：檢查采集范圍與內(nèi)容是否與項目委托書和技術(shù)任務(wù)書一致；檢查點云數(shù)據(jù)的完整性、真實性；檢查點云數(shù)據(jù)質(zhì)量及精度，包括點云密度、單站點間距等指標(biāo)；檢查點云數(shù)據(jù)的格式、文件組織方式。三維模型質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法如下：實地核對模型的完整性、真實性、細(xì)節(jié)取舍的合理性；檢查模型的點線面拓?fù)潢P(guān)系，避免破面、漏面、閃面，以及游離點、邊、面等；檢查模型貼圖紋理的精細(xì)度、真實性、顏色模式及規(guī)格；檢查模型的數(shù)據(jù)格式、文件組織方式。TDOM質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法如下：檢查TDOM的圖像分辨率及特定比例尺的點間距指標(biāo)；檢查影像色調(diào)和反差、清晰度和紋理表現(xiàn)、拼接和接邊質(zhì)量、外觀質(zhì)量和影像色彩等；實地核對內(nèi)容的完整性、真實性、表達(dá)的準(zhǔn)確性；實地檢查圖紙尺寸精度；檢查數(shù)據(jù)格式、文件組織方式。DLG質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法如下：檢查總圖中坐標(biāo)系統(tǒng)、高程基準(zhǔn)和投影參數(shù)；實地核查圖紙內(nèi)容的完整性、真實性、表達(dá)的準(zhǔn)確性；實地檢查圖紙尺寸精度；按照GB/T50104規(guī)定的制圖標(biāo)準(zhǔn)檢查圖線、圖例、圖樣畫法等內(nèi)容。成果歸檔成果歸檔文件的格式、內(nèi)容及深度應(yīng)符合WW/T0024和《全國重點文物保護單位記錄檔案規(guī)則規(guī)范（試行）》（文物保發(fā)[2003]93號）中的相關(guān)規(guī)定。成果歸檔資料主要包括以下內(nèi)容：成果清單；技術(shù)設(shè)計書；作業(yè)記錄；原始數(shù)據(jù)；制作的成果，包括點云數(shù)據(jù)、三維模型、TDOM、DLG等；驗收報告；技術(shù)總結(jié)書；其他相關(guān)資料。PAGE21PAGE15（資料性附錄）地面三維激光掃描站位布設(shè)方法站位布設(shè)原則站位布設(shè)應(yīng)符合以下原則：應(yīng)根據(jù)“所看即所得”原則，分析文物建筑的結(jié)構(gòu)特點；依據(jù)各建筑的形制、規(guī)模及復(fù)雜程度，制定適宜技術(shù)方案；站位數(shù)量應(yīng)滿足實際項目的需要，同時應(yīng)兼顧經(jīng)濟性與采集效率；以掃描站位的數(shù)量為基數(shù)，配置相應(yīng)儀器設(shè)備及專業(yè)的內(nèi)業(yè)、外業(yè)工作人員。站位布設(shè)方法站位布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：應(yīng)繪制站位布設(shè)圖，標(biāo)注站位類型、位置、高度、數(shù)量等信息；參照表A.1進行站位布設(shè)及數(shù)量統(tǒng)計；可選用相應(yīng)專業(yè)軟件工具進行站位設(shè)計及數(shù)量統(tǒng)計。站位數(shù)量統(tǒng)計山門、配殿、大雄寶殿、大成殿四種典型案例的站位數(shù)量統(tǒng)計見表A.2。站位布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)表形制要素及編號布設(shè)及編號布設(shè)位置面闊進深屋頂形制其他要素面闊K進深J硬山W1懸山W2歇山W3廡殿W4重檐W5一殿一卷W6六角攢尖W7四角攢尖W8圓攢尖頂W9平頂W10前廊L1前后廊L2回廊L3臺基T護欄H樓層C正立面3324222123背立面3324222123左山墻11354632221122122右山墻11354632221122122室內(nèi)1124331281站位基數(shù)73261081812161111236164811說明：進行布站數(shù)量統(tǒng)計時，首先根據(jù)表A.1進行文物建筑的形制要素及規(guī)模統(tǒng)計，然后依據(jù)表中的站位基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及公式計算布站數(shù)量。表格中，面闊及進深的數(shù)量、臺基的層數(shù)、護欄的層數(shù)、樓層的層數(shù)均與相應(yīng)站位基數(shù)成倍數(shù)關(guān)系，不同的屋頂形制及圍廊形制的站位基數(shù)是直接累計關(guān)系，站位數(shù)量計算公式為：QS=K*7+（J-1）*K*3+Wi+T*N1+H*N2+C*（N3-1）式中：QS———掃描站位總數(shù)量；K———開間數(shù)；J———進深數(shù)；Wi———各屋頂形制的站位基數(shù)；Li———不同圍廊形制的站位基數(shù)；T———臺基的站位基數(shù)；N1———臺基層數(shù)；H———護欄的站位基數(shù)；N2———護欄的層數(shù)；C———樓層的站位基數(shù)；N3———樓層數(shù)。表A.2典型案例站位布設(shè)統(tǒng)計表編號建筑名稱法式描述面闊進深屋頂形制其他要素站位數(shù)量（站）面闊K（間）進深J（間）形制Wi圍廊L臺基T（層）護欄H（層）樓層C（層）1山門3開間1進深硬山單層31W10001232配殿3開間2進深懸山單層32W20001363大雄寶殿5開間3進深歇山單層53W30001754大成殿9開間5進深廡殿重檐95W4+W50211213說明：表A.2為四種不同形制和規(guī)模的典型案例站位布設(shè)統(tǒng)計表。計算過程及結(jié)果如下：山門為3開間1進深硬山式屋頂單層，無其它建筑要素，計算結(jié)果為：QS=3*7+2=23配殿為3開間2進深懸山式屋頂單層，無其他建筑要素，計算結(jié)果為：QS=3*7+（2-1）*3*3+6=36大雄寶殿為5開間3進深歇山式屋頂單層，無其他建筑要素，計算結(jié)果為：QS=5*7+（3-1）*5*3+10=75大成殿為9開間5進深廡殿式重檐屋頂，其它建筑要素為雙層臺基，一層護欄，計算結(jié)果為：QS=9*7+（5-1）*9*3+（8+18）+4*2+8*1+11*（1-1）=213（資料性附錄）文物建筑三維信息采集儀器配置儀器配置原則儀器配置應(yīng)符合下列原則：符合項目規(guī)模、工期、精度指標(biāo)、采集方法等方面的要求；在檢驗合格有效期內(nèi)；作業(yè)前應(yīng)由相關(guān)專業(yè)機構(gòu)進行“測距精度評估”和“數(shù)據(jù)質(zhì)量評估”，出具評估報告書。儀器配置文物建筑三維信息采集可參照表B.1進行儀器配置。文物建筑三維信息采集儀器配置表設(shè)備類型適用精度等級適用掃描范圍設(shè)備常用精度范圍主要儀器設(shè)備地面三維激光掃描設(shè)備建筑級構(gòu)件級單體建筑、院落、街區(qū)等1mm-6mm地面三維激光掃描儀等移動三維激光掃描設(shè)備建筑級單體建筑、院落、街區(qū)等10mm-50mm車載雷達(dá)、機載雷達(dá)、即時定位與繪圖（Slam）設(shè)備等近距離三維掃描設(shè)備構(gòu)件級細(xì)部級建筑構(gòu)件、細(xì)部節(jié)點、雕刻、紋樣、油飾、彩畫、壁畫等＜1mm手持式掃描儀、便攜式掃描測量臂、光柵式掃描儀等近景攝影設(shè)備建筑級構(gòu)件級單體建筑、院落、街區(qū)、建筑構(gòu)件、細(xì)部節(jié)點、雕刻、紋樣、油飾、彩畫、壁畫等--無人機傾斜攝影設(shè)備、攝像機、照相機等地面三維激光掃描儀使用地面三維激光掃描儀進行文物建筑三維信息采集時，常用儀器設(shè)備的主要性能指標(biāo)及操作流程參照表B.2。地面三維激光掃描儀主要性能指標(biāo)及操作流程表設(shè)備型號FAROFOCUSS350TrimbleTX8Z+FIMAGER5016性能指標(biāo)測距精度：25m處1mm測角精度：19角秒最大掃描距離：350m掃描范圍：水平360°、垂直300°激光發(fā)射頻率：976000點/秒安全防護等級：IP54主機重量（含電池）：4.2kg激光等級：class1人眼安全激光集成傳感器：雙軸補償傳感器、GNSS、指南針、高度傳感器掃描儀控制：通過觸摸屏或WLAN無線控制現(xiàn)場補償：現(xiàn)場創(chuàng)建補償報告，校準(zhǔn)測角精度色彩單元：內(nèi)置1.65億像素全景相機，支持HDR功能測距精度：80m處1mm測角精度：80μrad；最大掃描距離：340m掃描范圍：水平360°、垂直317°掃描速度：1000000點/秒安全防護等級：IP54主機重量（含電池）：11.2kg激光等級：class1人眼安全激光；集成傳感器：雙軸補償傳感器掃描儀控制：通過觸摸屏或WLAN無線控制；現(xiàn)場補償：現(xiàn)場創(chuàng)建補償報告，校準(zhǔn)測角精度；色彩單元：單幅1000萬像素，拍照時間：標(biāo)準(zhǔn)模式1分鐘，HDR模式2分鐘；測距精度：1mm+10ppm/m測角精度：14.4角秒最大掃描距離：360m最小掃描距離盲區(qū)：0.3m掃描范圍：水平360°、垂直320°角度分辨率：垂直0.936″，水平0.648″激光發(fā)射頻率：1097000點/秒安全防護等級：IP54主機重量（含電池）：7.2kg激光等級：Class1人眼安全激光集成傳感器：雙軸補償傳感器、GNSS、慣性導(dǎo)航（加速度計與陀螺儀）、氣壓高度傳感器掃描儀控制：通過觸摸屏、LAN有線或WLAN無線控制數(shù)據(jù)存儲：內(nèi)置128GB硬盤和128GBSD卡數(shù)據(jù)傳輸：支持標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口傳輸、USB拷貝復(fù)制、WIFI802.11a/n/g5GHzGB級傳輸傾斜補償：補償范圍；±0.5°色彩單元：內(nèi)置8000千萬像素全景相機，支持HDR功能，具有4個LED補光燈操作流程掃描儀安裝：展開并鎖定三腳架的所有支腳，檢查三腳架的調(diào)節(jié)裝置是否已鎖定。確保表面平穩(wěn)，固定三腳架的支腳，三腳架牢XX裝到位，然后將掃描儀安裝到三腳架上。2.導(dǎo)入SD存儲卡：打開電池一側(cè)上的SD卡槽蓋。插入SD卡，讓帶缺口的邊緣朝所示方向，直至發(fā)出“咔噠”聲。3.安裝電池：打開激光掃描儀的電池艙。使電池觸點指向掃描儀，直線推入電池并向下滑入電池艙中，直至固定件鎖定到位。關(guān)上電池艙蓋。4.開機、設(shè)置掃描參數(shù)：可通過兩種方式設(shè)置掃描參數(shù)：選擇掃描配置文件，該文件包含一組預(yù)定義的掃描參數(shù)，或逐個更改參數(shù)。5.掃描參數(shù)：分辨率和質(zhì)量：輕點該按鈕可調(diào)整掃描分辨率和質(zhì)量。分辨率是指產(chǎn)生的掃描分辨率。質(zhì)量設(shè)置會影響掃描質(zhì)量和掃描分辨率恒定時的掃描時間。掃描范圍：更改掃描區(qū)域，包含其水平和垂直起始角度和終止角度選擇傳感器：啟用或禁用內(nèi)置傳感器的自動使用。此信息對于后期SCENE中的掃描配準(zhǔn)非常有用。彩色掃描：打開或關(guān)閉捕獲彩色掃描。顏色設(shè)置：更改用于確定拍攝彩色圖像之曝光的測光模式。高級設(shè)置：更改掃描過濾設(shè)置以及啟用或禁用遠(yuǎn)距離優(yōu)化。6.開始掃描：遵循所有必要的安全措施，然后在掃描儀屏幕上單擊“開始掃描”按鈕。掃描開始。掃描儀會將掃描的數(shù)據(jù)保存到SD卡。只要掃描儀的激光打開，處于掃描過程中，掃描儀的LED會一直呈紅色閃爍。掃描結(jié)束后，掃描儀的LED會呈藍(lán)色常亮。7.關(guān)閉掃描儀電源：要關(guān)閉掃描儀，請按電源開/關(guān)按鈕或輕點主頁下用戶界面下拉列表中的電源按鈕。掃描儀LED將開始閃爍藍(lán)光，在掃描儀完成關(guān)閉后，則停止閃爍。在掃描儀完全關(guān)閉后，取下電池并將設(shè)備固定在保護盒中。1.架設(shè)掃描儀：把三腳架放置到位，從儀器箱中取出儀器和基座，把儀器與基座夾臂緊固在一起。2.插入USB閃驅(qū)及電池：按動電池電量按鈕，查看電量，現(xiàn)場確保電池有電。打開電池倉門，插入USB閃驅(qū)及電池，關(guān)閉電池倉門。3.儀器開機：按住顯示屏上方開/關(guān)鍵1-3秒鐘，開/關(guān)鍵上的LED先發(fā)光并伴有嗶嗶聲，表示儀器正在開啟。儀器開啟后，LED將保持綠色光常亮，主菜單出現(xiàn)。4.新建項目及測站：USB閃驅(qū)插入到儀器時，將會自動在USB閃驅(qū)的根目錄下將創(chuàng)建的一個名為“ProjectXXX”的項目文件夾。在此文件夾下，也將創(chuàng)建一個帶RWP文件擴展名的RealWorks項目文件。每次執(zhí)行掃描時，將自動創(chuàng)建一個新測站。默認(rèn)情況下，每個測站都命名為“StationXXX”，其中：XXX以001開頭，并且每次創(chuàng)建新測站時遞增一個數(shù)。5.開始掃描：掃描類型：“全面”或“區(qū)域”。默認(rèn)情況下，掃描是以360°獲取3D坐標(biāo)數(shù)據(jù)，稱為“全面掃描”。如果在較小的區(qū)域上