1 室内点云数据建模流程
以三维激光扫描仪得到的高精度点云数据运用于室内建模，是目前该领域研究的一个热点方向，本文运用采集到的三维点云数据进行室内三维场景重修，建模时根据须要选用Revit和SketchUp建模软件，比较两种软件在建模时的优缺陷及适用范围，探寻交互运用的方法，使三维室内建模事情更快速高效，如图 1所示。
图 1 建模流程
2 室内三维场景重修
SketchUp是最便利的三维草图制作软件，建模直不雅观，修正和剖析也十分方便，有利于建模初期确定建模方案。而Revit具有强大的建模功能，建模完成时模型实体包含全部的信息，可以从任何角度、任何位置进行剖切、截取并成图，担保模型在任何情形下的精确性。但Revit建模的过程十分繁芜且不便于大范围的修正，以是并不适宜草图制作，对操作者哀求较高。
在实际案例中，可以先用SketchUp软件确定方案后再用Revit建模，一样平常对精度哀求不是非常高的情形下，可以直策应用SketchUp，这样可提高建模效率。
2.1 室内点云数据的采集及预处理
本文选用FARO和Z+F两款激光扫描仪，对某地区一事情室进行三维激光扫描获取试验用点云数据。经由现场踏勘和对待测区域的剖析，确定了6个测站的位置，丈量时将激光雷达设置为室内扫描，扫描间隔为10 m。
测区含一卫生间一厨房，将客厅部分改为事情场所。全体测区分为3部分，分别设站扫描。扫描后对全体室黑幕况进行拍照留取照片，留取近50张细致的照片建模时进行比较。
1) 利用Cyclone软件对数据进行预处理，由于多站点云数据在合并时点云的开释量有限，但在点云处理时须要较高密度。因此在Cyclone的模型空间里，须要先查看合并后模型中点的数量并调度模型参数，让点云模型的密度更大。
2) 对点云进行了去噪、去冗、抽稀、简化等事情得到点云模型，并对点云模型进行截取取得截面图，将截面图导入AutoCAD中对点云截面图进行重新绘制得到简化的截面线划图，对线划图进行丈量得到特定区域特定物体的参数信息。
3) 如果数据有缺失落，可以通过延长、连接、对称、旋转等方法获取所需的数据，剖析所得数据，可以标注的在AutoCAD中予以标注，方便建模事情。
2.2 点云配准与点云剖切
点云数据经由预处理后，须要在剖切前对点云进行坐标系的转换，将原始的扫描坐标系转换为建筑坐标系，对多站点云数据进行合并配准得到整体的点云数据模型，如图 2所示。根据这个点云数据模型，可以理解室内的布局和家具家电等物品的位置信息，完成后续的各种剖析、精确丈量及建模事情。
图 2 点云整体模型
将配准好的点云模型定义到某一特定的建筑坐标系下，对点云数据模型进行横向和纵向剖切。在Cyclone中打开配准好的点云模型，利用个中的框选工具对点云进行选择，选择的点云数据应尽可能少。这是由于激光雷达扫描时获取的点云数据密度大，扫描精度高导致扫描后的数据量巨大，如果不进行这样的选择，不仅会对打算机的硬件产生严重的危害，还会摧残浪费蹂躏很多韶光在导入、导出数据上，费时费力。以是选取时应尽可能选取一个薄薄的、数据量少的点云层作为后续量测和绘制的平面。
选取平面位置时既不能过高也不能过低。选取过高的平面会导致短缺桌椅、家具和其他物品的位置信息;过低的平面会导致平面中的点云过于繁芜混乱、难以分辨，导致偏差较大，无法精确建模。
选择好剖切平面后，需对这个平面进行多次剖切，这样可以在后续精密量测时平衡剖切时有时偏差带来的影响，使建模更加精确。其截面图如图 3所示。
图 3 横向与纵向点云截面图
2.3 点云剖面重绘制与量测
将剖切后得到切面点云数据导出CAD可以打开的.dxf格式，利用AutoCAD打开截取的点云剖面，如图 4所示。
图 4 点云剖面图
在剖面图中重新绘制轮廓。室内建模与室外建模不同，从某一单独部分开始建模，室内建模须要一个根本的框架信息即房屋内的墙体，有了根本的框架才能根据截面所得的家具家电的位置信息完成细部模型的位置摆放。
由于在扫描时墙体会被柜子座椅等物品遮挡，以是会在很多位置存在点云数据的空缺，这须要根据没有被遮挡的位置补全缺失落的部分，就可完玉成部墙体框架的重新绘制。同理，可以完成一些构造大略的家具的轮廓绘制。
在CAD中准确地绘制墙体和室内物品的轮廓是最关键的一步，准确绘制才能展现室内的确切样貌，对点云数据精确地重新表示和重修。否则会导致建模不准确，不能顺利地完成剖析及展示。
同理，在其他截面图中，如立面截面图，可以得到室内物体的高度和位置等信息，还可以得到顶部的很多细节信息。本实验中的屋顶经由装修，呈现凹凸不平，并安装了灯具，但是凹凸的高度差又不大，很难在水平方向上获取到很好的数据，这样立面截面图的信息就显得尤为主要。
水平方向的横向截面图中存在很多的点云缺失落，可能是门、窗等位置或者是由于遮挡而不能获取信息。可以在纵向相同位置进行截取来判断详细属于哪种情形，如果遮挡可以用其相邻位置的点云数据进行延伸和连接，补全该位置缺失落;如果是门、窗等本身就没有数据的部位，那么在其他截面图中也会在该位置缺失落数据。根据详细情形，精确建模，在建模时需截取大量的不同方向的截面图才能完玉成部室内三维模型重修。
量测绘制好的基本图，利用CAD中的量测标志功能对墙体进行丈量并予以显示，为后续建模供应更加直不雅观的数据展示。对同一位置的不同截面重绘图进行量测并取均匀值，可以减少有时偏差带来的影响，提高建模的精度。
2.4 室内三维场景重修
室内建模首先须要将外部墙体框架搭建起来。室内扫描仅能得到内部墙体的三维点云数据，在SketchUp中先绘制内部墙体的轮廓;然后根据墙体的厚度即可绘制出外部墙体的轮廓，从而得到墙体的平面整体框架;末了利用拉伸工具对墙体进行拉伸，使拉伸长度与纵截面数据相吻合，这样就搭建成一个完全的三维墙体框架(图 5)。基于三维墙体整体框架就能完成屋顶和室内其他物品的建模。根据墙体整体轮廓可以绘制屋顶的轮廓;再根据屋顶截面图即可绘制屋顶三维模型，由室内获取照片可以看出屋顶还有一些灯具，可以在软件的自带模型库中探求形式相同或附近的模型放置到相应的位置上，这就完成了屋顶的建模事情。
图 5 墙体框架的三维建模
将窗户、门等墙体框架的细节部分分别建模，并添加到墙体框架上，室内物体建模可以将原来软件模型库中已有的模型直接添加到已经完成的三维整体框架模型中，如桌子、柜子等建立相应的模型建模。末了将所有的模型授予材质，使得室内模型更加风雅都雅。末了的效果图如图 6所示。
图 6 室内三维场景重修结果图
3 结束语
本文证明了室内的三维场景重修可以基于离散的三维扫描点云，通过一系列的步骤将点云内隐含的构造和形态信息剖析出来，利用一些根本的操作软件并利用不同软件的特点和相互联系就可以将室内原来的构造信息，物品的位置信息和物品之间的相互关系描述展示出来，对室内地物进行精确的重修，完美的进行了三维场景的复原。同时本文也提出并实例验证了一个基于室内散乱点云到室内风雅三维模型重修的完全流程，并对利用的建模软件进行实例剖析，总结了软件的优缺陷，希望能为须要室内三维建模的事情供应有益的借鉴。
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