众所周知,人类感知的大部分信息是通过视觉获得的,而且在真实的世界里,人所感受到的是三维信息,如何更好得表现这些三维信息,一直是一个研究热点。三维重建正是在此种情况下提出的,而且三维重建还是计算机视觉、模式识别、计算机图形学、科学计算可视化等众多领域最热门的研究方向之一。国外的许多国家在三维重建方面有较多的研究,特别是发达国家起步较早,研究的也比较深入。目前国内对隧道工程的图像处理及三维重建尚处在起始阶段,通过三维重建手段呈现隧道地质三维影像,以提供视觉化,是近年来计算机图形学的又一个重要应用。 本项目主要是针对圆梁山隧道工程而开发的。在隧道的挖掘过程中采集一系列的掌子面图像,运用数字图像处理技术,对岩层结构信息进行提取,从而建立三维重建的数据结构信息。运用当前流行的开发工具VC和三维图形开发包OpenGL进行开发,很好地重建了隧道的三维结构。 本课题研究取得的主要成果: 1、首先对系统的总体结构功能进行分析和设计。主要为:可行性分析、需求分析、系统的结构和模块分析与设计、系统设计思想和环境等; 2、为了更好地关联各功能模块,系统的界面做了很好的处理和设计,从而在使用系统时,达到功能模块清晰、界面友好、易操作的目的。 3、最后是隧道掌子面三维重建的设计与实现,其中涉及到数据结构的建立、三角片AFT重建算法、三维重建的实现过程和重建效果与展示等,并且针对现行AFT算法进行讨论与改进,从而使其更好地应用于本系统的隧道掌子面重建。