胡鹏飞，周拥军

(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240)

智慧城市、数字地球等概念的提出和应用，使既有建筑物的高精度三维重建成为研究人员关注的重点问题[1]。三维激光扫描技术(LiDAR)通过发射激光并收集从目标反射信息，得到大量三维点云，LiDAR技术因采集速度快、精度高、信息损失少，成为了既有建筑数据采集的主要手段[2]。建筑中存在大量的门、窗、梁、柱等重复模式，这些结构具有共同的几何形状和物理参数，随着BIM技术的广泛应用，对这些重复模式进行精确重建对BIM建模和分析具有重要意义。本文选择某建筑物的立面，将窗户作为重复模式，研究原始点云提取建筑立面后重复模式的提取和高精度重建方法，旨在提高目标提取的速度和精度，为快速构建既有建筑的BIM模型提供理论和方法。

目前，提取建筑物点云轮廓的思路主要有两种：一种是通过将点云数据根据深度或者强度等信息转换成二维图像，然后运用图像识别的方法来进行轮廓线的提取。赵泉华[3]等人将点云数据转化成深度图像，构建一种以非规则图形为标识随机模型，对任意形状的点云外形进行提取。程效军[4]将三维点云进行切片，分成不同层的平面点云，将每一层点云转换成图像，运用图像处理中的形态学算子提取轮廓，并反求得到点云边缘特征点。另一种思路则是直接对点云进行轮廓提取，目前使用较为广泛的方法有凸包算法[5-7]、三角网法[8-10]、AlphaShape算法[11-15]等。……