梁群仙，许宏丽

(北京交通大学计算机与信息技术学院，北京 100044)

1 概述

基于激光扫描的三维曲面重建是对现实事物数字化之后进行某种形式的重现的过程，是对现实事物客观准确地显示，并对已有的数字化信息进行处理。近几年来，随着激光扫描技术的发展，三维点云曲面重建技术得到了广泛的研究和应用，如大型建筑的变形监测、文物保护和三维数字化城市的场景重建等。该技术的发展有力地促进了造型和可视化等技术的高速发展。目前主要有3种点云数据的曲面重建方法:

(1)参数曲面重建。B样条曲面[1]是矩形域参数曲面的代表，Halstead等提出了利用B样条曲面构造高精度地逼近需要重建的曲面法向的方法，Lee等人给出了层次B样条法[2-3]，PigeI和Tillertl提出了用B样条曲面来逼近离散采样点的方法，这些算法具有曲面的几何量的计算简单、显示方便、不变形、便于控制等特点，但是需要定义于矩形拓扑网格，且难以同时满足相邻B样条面片间的切面连续。

(2)直接采用隐函数曲面[4-5]来逼近或拟合数据点集。Gu利用反向传播算法，Barhak用神经网络的自组织映射机制构造曲面，Carr等较早地提出了用多项式径向基函数重建曲面的方法[6-7]，一般只用于构造单张简单曲面，无法满足任意拓扑和任意复杂形状的曲面重建。

(3)应用Voronoi图对点云进行Delaunay三角化是最常用的方法。相比另外2种方法，三角形网格显得更灵活，它对曲面边界的适应性更强。

本文借助于激光扫描相邻扫描线数据点之间的信息[8-9]，设计一种扫描线剖分算法来构建三角模型，并在构建点云数据的三角网格模型基础上，进行曲面重构。……