1. 研究目的与意义（文献综述）

一直以来，人们对于地形的了解都是通过传统测量手段来得到，但这种方式只能获取地形的二维信息而无法知道其空间高程信息和几何特性。随着经济建设突飞猛进的发展，二维信息已无法满足社会和经济发展的需要，三维空间信息的获取在社会和经济发展中占据越来越重要的位置。如在水利水电工程、铁路、桥梁、高速公路、隧道工程，电力线布置等方面，三维空间信息的获取已成为这些工程不可缺少的工作环节^[1]

近年来，随着数字地球、数字城市^[2]、逆向工程^[3]、虚拟现实^[4]等新名词的相继提出，各种各样的三维空间信息获取工具和手段也在不断涌现，其中一点云文件作为主流，与影像数据相比，点云数据在内容、形式等方面具有很多自身的特点。第一，点云数据^[5]在形式上呈离散分布。“离散”是指数据点的位置、间隔等在三维空间中的不规则分布，.与数字影像像元间彼此独立的概念有所不同。这就意味着点云数据的相同平面坐标可以对应几个不同的高程值，从而有利于表现细节信息和变化剧烈的地形/地物。另一方面，这种形式也有自身的不足，如同名点难以选取。第二，点云数据具有可量测性，可以直接在点云上获取三维坐标、距离、方位角、表面法向量，还可以计算得到点云所表达目标的表面积、体积等。第三，点云数据具有一定的光谱特性。地面lidar技术结合了激光测量和摄影测量的特点，得到的点云包括三维坐标(x，y，z)、激光反射强度(itensity) 颜色信息(rgb)。机载激光雷达系统获得的点云没有颜色信息(rgb)，只包括三维坐标(xyz)、激光反射强度 (ltensity)。但强度信号是一个非常有用的信息源，它能够反映地表物体对激光信号的响应。而将得到的点云文件转化为可视化的窗口，而可视化(visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。可视化技术提供了一种形象、直观地显示大量抽象的、非直观的或者不可见的数据的能力，三维点云数据的可视化是其的重要应用之一^[6]。通过将点云数据以图形或图像的形式显示在屏幕上，能够更加清晰、有效地传达与沟通信息，对于数据的分析和应用具有重要阿意义，在特殊情况下，我们也许要将点云文件转化为可视化图像后对其进行人机交互的一些操作，比如取点，并显示其坐标，取面，渲染等等操作。本研究目的就是设计出这样一个可操作控件。

1.2 国内外研究现状及分析

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

设计三维可视化界面包括点云数据 i/o，点云数据显示，点线面的选取，渲染等可视化窗口。

2.2目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：完成开题报告及外文翻译。

第4-7周：平台系统设计

第7-11周：程序编写

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 董秀军. 三维激光扫描技术及其工程应用研究[d]. 成都: 成都理工大学,2007

[2] cocchiaa. smart and digital city: a systematic literature review[m]//smart city.springer, cham, 2014: 13-43.

[3] 金涛, 陈建良, 童水光. 逆向工程技术研究进展[j]. 中国机械工程, 2002, 13(16): 1430-1436.