溶洞表面具有复杂、不规则性,现有的诸多的建模方法都是按照统一分辨率来进行三维重建,但是在三维重建过程中效率很低,且模型文件过大,对后续专业应用造成了很大困难,因此提出了一种基于三维激光点云特征线提取的技术,并针对溶洞进行了多分辨率三维重建。首先,采用改进邻近点几何特征提取溶洞特征值,增加法向量角作为检测特征点的参数;其次,用社会粒子群(SPSO)算法与模糊C-均值(FCM)聚类算法实现点云分类;再次,采用折线生长方法将特征点连接成特征线,并将其投影到三维点云上;最后,利用分类后的点云按照不同分辨率建模,实现高精度、高质量、高效率溶洞三维重建。实验结果表明,该方法可以按照不同分辨率进行建模,减少了三维重建后模型的数据量,提高了三维重建效率,在溶洞三维重建方面具有较高的实用价值。

基于岩溶洞穴复杂表面提出三角网格的拼接与融合方法。首先,通过三角网格空间的几何关系遍历出两个拼接网格边界,找出待拼接边界;其次,采用约束Delaunay三角网格法进行连接并采用B样条插值使连接处过渡自然;最后,采用Laplacian原理进行平滑与消峰处理,使表面光滑。实验结果表明,该方法在岩溶洞三角网格拼接与融合方面能够实现高效自动化,能够减少人工干预;拼接融合完成后的三角网格可导出,以供后续工程设计使用,在工程应用中具有一定的参考价值。