赵江洪，毕业于武汉大学，曾在美国麻省大学波士顿分校访学，现任北京建筑大学测绘学院副院长。为北京建筑大学金字塔人才优秀主讲教师，中国地理信息产业协会教育与科普工作委员会委员，北京市测绘教育委员会委员，国家自然科学基金通信评审专家，北京建筑大学教学工作委员会委员。

  张瑞菊，博士，现任北京建筑大学测绘学院讲师，研究方向：激光雷达数据处理、三维重建、摄影测量与遥感。

  张晓光，硕士，现就读于北京建筑大学测绘学院。

本书以地面激光雷达扫描获取的古建筑散乱点云为研究对象，提出了以平面、柱面、球面等规则几何面为基准面生成不规则则三角网，深度图像来存储表达点云数据的整体解决思路。针对点云数据的邻域搜索，提出了一种新的MutiGrid-Kd树高效索引。重点研究了如何自动分割散乱点云数据，提取平面、柱面等基准面，提出了一整套包括高斯映射，曲率映射，聚类分析，预定义模型等分割的解决方案，能较好的克服古建筑点云数据数据量大，噪声多等问题，并且在分割的同时能够提取出点云特征，一体化完成点云的分割及拟合。

空间索引，是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系，一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息。作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。古建筑点云数据具有数据量大（海量性）、数据表达精细（高空间分辨率）、空间三维点之间无拓扑关系（散乱性）（郭明，2011）等特征，在进行后续的数据处理时需要频繁地进行邻域查找，因此必须进行数据的组织和索引，以提高后续邻域检索和查询等操作的速度。

第１章　绪　论………………………………………………………………………１

１．１　国内外研究现状…………………………………………………………２

１．２　研究内容…………………………………………………………………１０

第２章　三维激光扫描测量技术…………………………………………………１２

２．１　激光基础…………………………………………………………………１２

２．２　三维激光扫描测量技术…………………………………………………１４

２．３　三维激光扫描测量系统…………………………………………………１７

２．４　工作流程…………………………………………………………………１９

２．５　应用领域…………………………………………………………………２２

第３章　三维激光点云模型构建…………………………………………………２６

３．１　点云去噪…………………………………………………………………２６

３．２　点云平滑…………………………………………………………………２８

３．３　数据配准…………………………………………………………………３３

３．４　数据融合…………………………………………………………………４２

第４章　多级空间索引的建立……………………………………………………４６

４．１　多级格网和ｋｄ树混合索引的构造方法………………………………４６

４．２　最近邻搜索………………………………………………………………５２

４．３　基于ＭｕｌｔｉＧｒｉｄＫＤ树索引的点云最近邻搜索………………………５４

４．４　实验比较…………………………………………………………………５７

第５章　建筑物点云数据的分割与拟合…………………………………………６２

５．１　分割方法…………………………………………………………………６３

５．２　微分几何信息估算………………………………………………………６８

５．３　点云高斯映射……………………………………………………………７４

５．４　ＡＱＤＢＳＣＡＮ密度聚类………………………………………………７６

５．５　重叠区的分析与碎面过滤………………………………………………８５

５．６　特征提取与拟合…………………………………………………………８８

５．７　噪声点归类………………………………………………………………９０

５．８　三角网构建………………………………………………………………９０

５．９　处理流程及实验比较分析………………………………………………９３

第６章　基于深度学习的建筑物语义分割………………………………………１０４

６．１　基于深度学习的点云分割方法………………………………………１０４

６．２　点云分割网络…………………………………………………………１０９

６．３　实　验…………………………………………………………………１１３

第７章　多核并行计算优化………………………………………………………１１８

７．１　并行计算与多核技术…………………………………………………１１８

７．２　ＯｐｅｎＭＰ并行编程模型………………………………………………１２０

７．３　算法的并行计算优化…………………………………………………１２１

７．４　实验及分析……………………………………………………………１２７

第８章　原型系统的设计与实现…………………………………………………１３１

８．１　原型系统设计…………………………………………………………１３１

８．２　功能模块与界面………………………………………………………１３９

８．３　实验结果………………………………………………………………１４３

第９章　结论与展望………………………………………………………………１４４

９．１　研究结论………………………………………………………………１４４

９．２　研究展望………………………………………………………………１４５

参考文献……………………………………………………………………………１４６