3DReshaper 的强大功能可助力隧道的重建。它能够精确地处理点云数据，以实现隧道地图的快速建立和修改。通过对原始数据的分析和处理，3DReshaper 可以生成高精度的地形模型，以确保建模过程的准确性。此外，3DReshaper 还支持导入和导出各种文件格式，方便交换和分享数据。在隧道建设和矿山工程中，3DReshaper 的应用已经成为一个不可或缺的工具。

3DReshaper是一款功能多样、易于使用的软件解决方案，它能够处理各种应用中任何类型的点云，例如文化遗产、建筑、地质、矿山、采石场、数字地形建模、土木工程或造船等领域。

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该软件的功能包括中心线提取、沿中心轴创建截面、比较截面、在特定模板上打印、超欠挖分析、创建2D检查图和视频动画等。借助这些功能，能够对隧道进行重建，实现润色助力的效果。

运河隧道的维护不仅关乎文化和历史的保护，也涉及商业需求和安全问题。本项研究解决了如何将声纳与激光数据结合，建立完整的运河隧道三维参考模型的难题。虽然这两种扫描设备都能够产生点云数据，但它们特点千差万别。在处理声纳数据的过程中，需要考虑到噪音问题、设备容量、采集装置和隧道的管状形状等因素。提出的方法采用逐网格去噪的技术，将声纳数据与地理参考的激光数据进行配准。由于点云之间不存在重叠，我们提出了可靠的三步程序来估计配准参数。

在法国，有33条运河隧道仍在使用中，用于商业航行。其保存旨在保护文化遗产，以及货物和人员的安全。然而，现场视觉调查耗时长且难以实施。为此，法国Voies Navigables d e France（VNF，法国水道运营商）、隧道中心（CETU）和CEREMA与摄影测量和地理信息组（INSA）合作，设计了一种基于图像和声纳记录的自动检测系统。开发出的摄影测量采集原型，用于动态测量隧道和水域。为了评估此移动记录系统的准确性，我们需要构建整个隧道的参考模型，即包括其水下和水上部分。

为了建立精确的参考模型，我们研究了隧道沿线的静态采集。对于水域部分，我们选择使用3D地面激光扫描仪（Faro三维激光扫描仪），因为其能够获得准确且易于地理参考的数据。由于水下部分的浑浊度，我们选择使用三维机械扫描声纳（MSS）。它可以像三维激光扫描仪一样，从站点扫描环境。

这两种设备都能够自动提供点云数据。然而，处理三维激光扫描数据以获得三维模型相对容易，而处理MSS数据则相对复杂。特别是，MSS数据噪点多，需要采用强有力的重建和配准方法才能获得水下三维模型。此外，在实际应用中，声纳的绝对位置和方位是不可用的，因此无法直接参考MSS数据。因此，我们采取间接的方式，共同注册上述和Undera-ter模型，该模型可提供运河隧道的完整地理参考3D模型。

另一个困难是上面和下面的点云不重叠。这使共同注册任务变得更加复杂。幸运的是，我们可以利用一些几何基元（平面、线），这些基元是结构的上下部分所共有的。此外，我们还浸泡了两个木制梯子，我们在两个模型中都进行了严格的拟合，为配准算法提供了额外的约束。

我们使用Faro三维激光扫描仪进行水域部分采集。为了在环境中进行三维测量，激光束垂直和水平扫描可见表面，获得所有可视物体的三维点云信息。

对于水下部分，我们使用BlueViewr BV5000 MSS进行采集。该设备由一个垂直条带方向的多波束回声测深仪和一个垂直轴旋转系统组成，实现360度水平扫描。由于线束孔径为45，因此使用机械系统倾斜传感头，以便扫描320垂直范围。声传感器发出高频信号（1.35兆赫），提供良好的距离分辨率，但同时将最大采集范围限制在30米。根据施工方的数据表，10米处的垂直和水平分辨率分别为16毫米和30毫米。在隧道的每个入口，在彼此相距10米处设置了两个车站，一个在隧道内部，另一个在隧道外部，两个木质梯子（高3.60m，宽0.32m），部分浸入水中。因此，MSS和三维激光扫描都记录了它们。这将使水下和水上模型的注册成为可能。

通过检测几何基元或网格化，可以从点云重构曲面，这更适合于复杂的几何图形。在我们的例子中，我们面临着非常嘈杂的数据。因此，我们采用网格化作为一种预处理，主要用于水下模型的去噪。网格化表面重建有两种主要的方法。第一个使用云点作为三角测量的顶点。该方法对噪声具有明显的敏感性，不能直接应用于MSS数据。该问题的第一个解决方案是在网格化之前过滤点云，例如通过选择等间距的点。第二种方法是使用鲁棒估计量来计算最近的曲面到点，但存在获得过光滑模型的风险。实际上，对于这两种情况，都存在丢失细节的风险。方法的选择很大程度上依赖于点云的属性。如前面所述，上述数据和水下记录的数据存在许多特征差异，因此适用的重建方法也有所不同。

最终，使用3DReshaper软件对MSS和三维激光扫描数据进行网格划分，成功地获取了隧道的完整数据模型。

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