用数据“重建”巴黎圣母院 ——带你认识激光扫描技术

2019年4月15日，当地时间6点50分，法国巴黎圣母院发生火灾，着火位置位于圣母院顶部塔楼，火势迅速蔓延，塔楼的尖顶也被拦腰斩断，轰然倒塌。

这座经历由于年久失修差点被拆除，

甚至二战战火洗礼仍然幸存下来的建筑，

在2019年遭遇了自己的至暗时刻。

这场火灾中巴黎圣母院的主体结构尚存，但屋顶被严重烧毁，尖塔倒塌。之后法国总统马克龙在教堂前广场发表讲话，表示将重建巴黎圣母院。根据当地报道称修复工作将持续数年。

激光扫描技术在体积测量，古建筑与文化遗产保护，大型结构件扫描观测，室内设施扫描，旧改项目中的应用以及竣工交付等工程阶段和领域中都有着不同的作用。激光扫描技术的工作步骤可大致分为：点云数据的获取，点云数据的处理以及点云数据的应用。

在开始正式进行激光扫描前，通常会对整个现场环境进行勘察。进行激光扫描的建筑物往往是处于正在使用或仍在施工的状态，现场存在一定的堆放物或人员流动的情况，这些都会直接影响到实际测绘和获取信息的难易程度。

因此对现场环境的勘察以及对影响因素的甄别和排除是激光扫描工作的重要准备工作。

三维扫描数据合成原理是提取空间中两个不同点所测绘到的区域中的相同部分进行拟合与拼接，以此将两个位置所测绘到的空间数据信息进行合成与组合。

在实际测绘工程中，我们往往会发现在大空间或者大开间的区域进行测绘工作将会相对简单，这是由于在大开间区域遮挡物较少，测绘点的选择较为灵活，测绘质量也较高，而对于空间隔断较多的区域，测绘就会变得较为困难。

图一

图二

如上文所说，点云模型的合成与处理是将点与点之间相同部分进行拼接，进而形成完整的点云模型。对测绘质量较高，测绘点布置较为密集，重合区域较多的点云数据，点云处理软件会进行自动识别，拼合，人工调整的工作量相对较少。

当获得处理完成的点云数据模型后，人们可以根据自身的需求对数据进行调用，例如点云模型将在巴黎圣母院这类古建筑的修缮过程中提供参考依据，又或者用于现场实际情况与理论设计情况的对比分析，发现建筑结构构件是否存在偏差的情况；又例如验证新设计是否会对目前现有建筑和周边环境造成较大影响，又或者为后期进行机电设备改造以及用户的建筑装饰装修等工作提供可靠的空间信息和可视化的沟通平台等，而这些是传统测绘方法所无法提供的。

激光扫描技术相较于传统的测绘方法，它的测绘精确度和测绘效率将大大提高，所测绘到的信息的丰富程度以及后期可拓展使用的范围和维度也是传统测绘方法所无法提供的。巴黎圣母院的三维数据“重建”是激光扫描技术运用的典型和缩影，随着社会的不断发展，人们对建筑物空间信息的使用需求将越来越高，相信激光扫描技术在建筑工程领域中的应用也将越加广泛和普遍。