三维激光扫描仪点云数据在AutoCAD中的处理

陈琳

摘 要：笔者详细介绍了从Cyra三维激光扫描系统取得了点云数据之后，通过灵活运用AutoCAD处理的过程，坐标校正以及进行三维建模的有效方法和技术技巧，根据实际经验归纳总结了AutoCAD在三维建模中的优势，并对一些问题提出了解决方案。

关键词：三维激光扫描系统；AutoCAD；三维建模

前言：随着科学的不断创新，新技术如雨后春笋般不断涌现，给人们的生产、生活带来了翻天覆地的变化。由此可见，三维激光扫描技术是信息时代的伟大产物。三维激光扫描技术是快速取得空间数据得快捷方式，此项先进技术不但能够直接反映客观物体的实时性，而且还能够反映其动态性和真实形态特征。其实3D激光扫描仪本身也是能够进行数据处理的，但是费用太过庞大，成本造价太高，此外，还需要其他专业软件配合使用。然而，AutoCAD不仅具有强大的图形功能，而且还具备二次开发能力。因此，相关技术人员考虑在AutoCAD平台上实现三维激光扫描数据处理软件的开发利用。再次基础上，特殊数据处理软件也可以基于特殊要求和应用程序形成。

1.AutoCAD中的三维点云数据处理技术

1.1AutoCAD中的扫描点云数据处理

三维激光扫描仪收集数据一文件格式转换一在CAD中连接线框一对线框图进行修整一在裁剪图上绘制三维实体模型阴影渲染。Cyra数据格式转换：收集空间对象的三维点云数据主要是利用Cyra三维激光扫描系统完成，在Cyclone软件环境中优化完善三维点云数据，然后将这些数据进行DXF通用交换格式，进而传输到AutoCAD软件中执行下一步数据处理。为了能够更好地捕捉点云地图提供的三维点，可以提取三维特征点的坐标并输出到文本文档的形式。在Cyclone软件下完成了提取工作。AutoCAD中的数据处理具体步骤如下：

在AutoCAD中，我们根据计算机处理的速度，打开点云数据文件，并将其划分成最佳大小，分开处理完成。再充分利用外部调入功能或CAD的插入，使四幅图片可以完整地组合在一起。

调入数据。相关人员通过使用AutoCAD工具菜单中加载应用程序，将编入的特征点程序传递AutoCAD，并将程序收集的特征点转换为编辑文件；

通过参照特征点和扫描点云数据情况绘制出线框。所需的图层必须绘制完成，同时需要清晰有序。设计师在绘制建筑物的框图时，利用三维多义线连接三维数据点扫描。需要小心渲染的部分可以在点云数据中捕获。绘制等高线，使其不规则的部位根据实际图形进行修剪，必须保证符合实际情况。

1.2在解决方案和数据处理时遇到的问题

灵活地运用UCS软件来校正扫描数据的坐标系：由于3D激光扫描系统有其特殊的扫描坐标系，在AutoCAD中并不能达到WCS的要求，技术人员可以通过使用新定义一个坐标系的方式来满足绘图多方面需求，使用AutoCAD软件中所提供的UCS功能来校正它。

灵活地使用了基本的命令，如对象捕获、绘图和修改。在三维多义线，表面填充和渲染功能是不允许的。在处理时，需要将不能填充的线转换成可以填充并绘制线框的线性形式。

1.3Cyra数据格式转换

收集空间目标的三维点云数据是通过Cyra三维激光扫描系统取得的。利用Cyclone软件，

改良三维点云数据，之后再将点云数据保存为*的格式。DXF通用交换格式被传输到AutoCAD进行妥善处理。为了能够捕捉由点云图提供的三维点，提取三维特征点的坐标，并将它们输出到文本文档的形式。在Cyclone软件下完成了提取工作。

2.数据处理中的问题与对策

2.1校正扫描数据坐标系统

1）采用三点式建立UCS，按照实际所需要的方向，确立X、Y、Z轴。

2）在UCS设置对话框中，将其重新命名为新的UCS，并且设置为当前，选择正交UCS选项，从而将新的UCS作为参考坐标系以完成校准。

2.2准确地使用基本命令程序，如对象捕捉、绘图、修改等。

在三维多义线中，不允许操作面域填充以及渲染等功能。当进行处理时，需要将不能填充的线转换成可以填充的线型。

3三维建模需要在AutoCAD环境下确立完成

3.1建立三维建模同时解析模型的结构

确立好创建模型的整个流程，头脑清醒，才能更有利绘制图纸。分解要绘制的实体，创建一个简单的三维模型，然后将其组合在一起。然后使用各种实体编辑命令，如拉伸旋转来编辑。在绘制实体的过程中常会应用到许多命令程序，如三维阵列、三维旋转等等。通过三维数组绘制窗体，进而准确把握数组的行，列和图层的特定偏移量，以便绘制其他窗体。

因此，我们需要熟练地使用布尔运算，最常用的工具来创建三维实体，以获得必要的组合。实体菜单中的干扰命令是在墙上空洞的好方法。表面工具可以用来编辑对滴管的表面。整体渲染完成以后，相关实体可以合并为一个完整的实体。

3.2灵活使用多视图、UCS和3DVIEW

在这个步骤中，UCS也是非常重要的。在三维空间中更改2个不同的UCS可以轻松使用二维绘图命令来建立与要绘制对象连接的表面上的用户坐标，从而使目标实体更容易绘制；在三维空间中，UCS用于统一用户坐标系和现有几何体，因此更容易标记三维空间点的位置。

3.3着色和渲染

材料颜色是模型表面附着材料中最为重要部分之一。数码照片可以通过多种方式从不同的角度和方面获得。在相应的绘图工具中提取材料，并在材料对话框中构建材料。相应的材料被分配给实体模型，然后材料被遮蔽。这里应注意的问题是在绘制工具中调整坐標指令中的拾取平面或拾取点命令，其中渲染角度不符合实际情况。渲染效果如图3-1所示，着色效果如图3-2所示。

3.4生成三视图

在绘制新建筑物实体模型后，求出各角度透视图以及投影图，并输出相应模式，分配给各个相关部门。生成三视图方法手段很多。笔者结合自身实际工作经验，介绍一种较为实用的方法：

1）在新的建筑物的实体地图模型空间中建立框架层并将其设置到当前层。

2）将立体图从模型空间转换为绘图空间，并删除模型画板中的轴承块立体图。

3）在命令行键Mview命令中，创建4个Windows视图。

4）单击要查找的视图的“查看”命令

5）技术人员通过点击缩放命令确定四个视图的比例尺。假使视图未对齐，则可以使用mvsetup命令对其进行微调整，以实现“主俯视图长对正，俯左视图宽相等，主左视图高平齐”的关系。

6）使用Ucsicon命令依次关闭坐标图标

7）关闭设置层以隐藏三视图中的帧，得到三视图和无边界的立体图像，然后在原始地图中标记三视图的尺寸大小。

结束语

综上所述，如今，在测量领域中已经广泛使用三维激光扫描技术，在AutoCAD的点云数据处理技术下，它将拓宽大规模点云数据的三维建模和利用空间。作者简要介绍了Cyra 三维激光扫描系统在AutoCAD中获取点云数据的过程。最后，生成建筑物的三维实体模型。讨论了AutoCAD中点云数据的处理方法，为保护和原型重建提供了新途径。

参考文献

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（作者单位：江西省基础地理信息中心）