随着计算机科学及网络技术的更新和发展,数字博物馆作为信息化社会的产物,从新的角度对文化遗产和自然遗产进行管理和利用。数字地质博物馆可实现大量且珍贵的地质标本和资源管理,网络共享更提高了地质资源的利用率。三维扫描技术和三维点云处理技术是实现数字地质博物馆中的关键技术,是用户是否能通过网络快速获得博物馆展品精确展示结果的先决条件。如何有效并精确地对点云数据进行压缩是让用户快速获得展示结果的技术途径之一,而建立与实际展品误差尽可能小的三维模型则是实现展品精确展示同时约束数据量的重要出发点。而这两方面也是诸多其它领域面临的重要问题。本文针对博物馆中的展品三维建模过程和点云数据处理方法进行了研究,重点开展了点云数据的精简算法研究,并使用C#语言实现了随机采样法、最短距离采样法、包围盒重心采样法及法矢量夹角采样法四种数据采样；使用上述四种方法对点云进行了压缩试验,利用压缩后点云建立了三维模型；从表面积变形、体积变形和标准偏差三个角度对这四种算法进行了压缩质量评估；利用评估结果和点云曲率特性提出了曲率-法矢量采样法。本文的主要工作与贡献如下：1.对点云的几何特征计算进行了研究,包括点云的法矢量估算和方向调整以及在法矢量基础上的点云平均曲率和高斯曲率的估算方法；研究了点云的空间拓扑结构计算,使用空间包围盒划分法对点云空间进行了分割,在此基础上利用包围盒扩展思想实现了点云的K-邻域搜索,为后续的点云精简做好基础准备工作。2.研究并实现了随机采样法、最短距离采样法、包围盒重心采样法和法矢量夹角采样法,并使用维纳斯点云(点云表面起伏较平缓)和罗纳尔迪尼奥玩偶点云(点云表面起伏较剧烈)两个三维点云模型进行了数据压缩试验；比较了四种数据精简方法在不同压缩参数约束下的试验结果和视觉效果,并研究了压缩比与压缩参数的关系,获得了压缩比VS压缩参数的曲线。3.使用表面积、体积和标准偏差三个评价因子对随机采样法、最短距离采样、包围盒重心采样和法矢量夹角采样法的压缩结果进行了压缩精度评估。将试验点云分成平缓曲面点云和起伏曲面点云,分别使用代表模型进行评估试验。经过试验图像对比,包围盒重心采样能最好的保证模型的体积特征,而法矢量夹角采样在表面积特征保留和减小偏差方面较有优势。相较体积而言,标准偏差和表面积是衡量模型误差的更重要依据,因此确认法矢量夹角采样法在压缩质量上有明显的优势。4.在曲率估算和法矢量夹角采样的基础上提出了曲率-法矢量采样法。将点云根据曲率划分为高曲率空间和低曲率空间,并对这两个空间中的点使用参数不同的法矢量夹角算法进行数据精简。使用该方法对维纳斯头像和罗纳尔迪尼奥点云进行了压缩试验,并对压缩结果进行了质量评估(表面积变化、体积变化、标准偏差),相比较法矢量夹角采样法,平坦曲面压缩精度提升了10%-30%,起伏曲面压缩精度提高了50%左右。使用实际的矿物点云试验后认为该方法能够处理实际的矿物点云模型。5.在.net平台下,使用C#语言实现了点云格网划分、邻域搜索、法矢计算、曲率估算以及五种数据压缩方法对数据的压缩算法。