王晏民申报2013年工程院院士公示材料
一、基本信息 姓 名 民 族 党 派 王晏民 汉族 无党派 性 别 男 出生年月日（公历） 1958-04-01 出 生 地 湖北省孝感市 籍 贯 湖北省孝感市 证件编号 行政职务 院长 身份证件名称 居民身份证 工作单位 北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院 北京市 单位所属部门、省、自治区、直辖市 单位通讯地址 北京市西城区西城区展览馆路1号 单位所在地 北京市西城区 单位电话 传 真 住宅电话 电子信箱 技术职称 北京市 教授 邮政编码 手 机 100044 专业或专长 大地测量与测量工程(工程测量) 遴选部门、省、自治区、直辖市 曾被提名、推荐为 院士候选人情况
年度（工程院） 年度（科学院） 二、主要学历（从大专或大学填起，六项以内）
起 止 年 月 1978.3-1982.1 1984.9-1987.6 1997.9-2002.6 校（院）及系名称 武汉测绘学院 武汉测绘科技大学 武汉大学 1
专 业 工程测量 工程测量 摄影测量与遥感 学 位 学士 硕士 博士 三、主要经历（十项以内）
起 止 年 月 工 作 单 位 职务/职称 营业员/ /助理讲师 主任/讲师 所长/副教授 主任/副教授 主任/教授 院长/教授 1975.10-1978.2 湖北省云梦县商业局 1982.2-1984.8 1987.7-1991.8 1991.9-1994.4 1994.5-1996.8 1996.9-2003.6 2003.7-至今 2009.12-至今 2011.9-至今 哈尔滨冶金测量学校 哈尔滨工程高等专科学校控制测量教研室 哈尔滨工程高等专科学校测绘研究所 哈尔滨工程高等专科学校测绘工程系 黑龙江工程学院测绘工程系 北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院 代表性建筑与古建筑数据库教育部工程研究中心 主任/教授 现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室 常务副主任/教授
四、主要学术团体兼职（六项以内）
起 止 年 月 1993.6-1997.6 1997.7-至今 2005.10-至今 2010.7-至今 2012.7-至今 2012.7-至今 学术团体名称 中国测绘学会大地测量专业委员会 中国测绘学会工程测量分会 中国测绘学会 中国测绘学会测绘学名词审定委员会 国际数字地球学会中国国家委员会 兼 职 职 务 委员 副理事长 理事 委员 委员 国际数字地球学会中国国家委员会激光雷达专业主任 委员会 2
五、在工程科技方面的主要成就和贡献（限3000字） 王晏民教授近10年来潜心研究激光雷达精细测量与重构技术，并把这种技术成功地应用到特大工程的精密测量和文化遗产数字化保护上，取得了重大成就。 一、激光雷达技术 激光雷达是近十几年出现的新技术，2002年左右我国开始引进该技术。王教授经过研究发现该技术与摄影测量很有渊源，凭借扎实的摄影测量功底，很快掌握了该技术，在我国率先研究地面激光雷达精细测量与重构技术。 （一）精细测量 激光雷达点云配准是保证测量精度的关键，针对现有逐站配准存在误差累积大，全野外控制工作量又大的矛盾，借鉴摄影测量区域网平差的思路，提出了多站点云整体配准的方法。消除了配准的误差累积问题，大大减少了外业控制测量工作量。 为了实现精细测量，根据点云的形态特点提取相应的特征点、线和面，利用特征进行精细测量，大大提高了测量精度。 研发了一套利用激光雷达点云制作平面图、立面图和剖面图的方法。 （二）点云重构 根据点云的形态特点将其分割成点云块，再分别将它们规化成平面、柱面或球面深度图像，形成规则化点云模型，将三维数据降成一维存储，还为纹理重构和几何重构打好了基础。 为了点云的快速查询，对激光雷达海量栅格点云数据栅格点云构建四叉树空间索引，对散乱点云构建R-树和K-D树混合索引。 （三）纹理重构 为了将纹理影像准确地加载到相应的目标上，实现纹理重构，提出了一种稳健的影像与点云配准方法，与其他方法对比，具有计算速度快、需要的同名点少、配准精度高的特点。 （四）几何重构 为了实现对象的几何重建，提出了一种根据激光雷达栅格点云构建结构实体几何(CSG)模型的方法，从点云中得到了对象的几何参数以及对象之间的关联关系。 3
经过近10年的深入研究，已经形成独具特色的激光雷达精细测量与重构技术，研制了相应的软件，目前正在与中国科学院某研究所及国内某激光雷达仪器生产厂家合作研制我国自主知识产权的激光雷达仪器及其数据处理软件。 二、文化遗产数字化保护 利用激光雷达精细重构技术完成了故宫、北海公园、焦庄户地道战遗址、国家博物馆后母戊鼎、西藏白居寺、中南海春藕斋、广西花山岩画和重庆千手观音等国宝级文化遗产的数字化保护工程，在此简要说明前3个工程。 （一）故宫古建筑 故宫从2000年左右开始古建筑大修工程，如果能在修缮之前将其现状完整地记录保存下来，使后人知道故宫古建筑真实的历史变化过程，是故宫文物保护工作者梦寐以求的。2003年我们向故宫的有关领导介绍激光雷达技术时，故宫当即决定与我们合作研究古建筑三维重构技术。经过反复试验研究，形成了一套激光雷达古建筑三维重构技术体系。先后完成了太和殿等100多个古建筑的数字化三维重构。制作了建筑平面图、立面图和剖面图，大木结构模型、柱子的柱头柱脚偏移图，建筑立面正射影像图，彩画梁的精细正射影像图。 （二）北海公园假山 北海公园的假山叠石的结构非常复杂，形状非常怪异，体量非常庞大，给测量造成极大地困难，用常规的测量方法根本无从下手。北海公园了解到我们的激光雷达技术能做复杂的测量工作，请我们解决这一难题。我们经过深入研究，研发了一套假山叠石地三维重构方案，圆满完成了静心斋假山叠石和琼岛假山古洞的数字化三维重构。制作了静心斋立面正射影像图、假山立面正射影像图、院落平面图。制作了琼岛假山洞主洞剖面图、附洞剖面图、琼华古洞分布图、山石分布图。 （三）焦庄户地道战遗址 焦庄户地道战遗址是爱国主义教育基地，地道空间狭小，参观者的安全是至关重要的。为了对地道进行安全评估和应急通道设计，必须构建地道的准确三维模型和其与地面房屋之间的位置关系。由于地道空间狭小，路经弯曲复杂，用常规的方法根本无法完4
成，遗址的修缮规划设计者咨询我们能否胜任。经过深入试验研究研发了一套狭小多弯曲地道的激光雷达三维构建技术，完成了地道的精细三维重构，制作了地道的虚拟现实模型、遗址保护村和遗址纪念馆的虚拟现实模型，制作了地道的平面分布图、纵横断面图，为地道应急规划设计提供了可靠的现状数据。 利用激光雷达精细重构技术将文化遗产永久保存在计算机中，为其修缮提供设计依据，在其原物损毁时提供可靠的复原依据，具有重要的历史意义和社会效益，是造福人类的社会公益事业。经过深入研究和多项工程的实践，形成了一整套激光雷达文化遗产精细重构的技术体系，目前这一技术体系已经通过培养的研究生、发表的论文等形式推广到了全国大多数文化遗产数字化保护工程，推动了我国文化遗产数字化保护的技术进步。 三、特大工程精密测量 利用激光雷达精细测量技术完成了国家体育场、国家体育馆、天津西站等多个国家重大建设项目的精密测量工程。 （一）国家体育场 国家体育场钢结构施工顺序是地面拼装钢结构-立24个柱结构-吊装主结构-吊装次结构，主结构合龙后卸载支撑架。主结构预留的次结构空位与拼装的次结构是否吻合？支撑架卸载前后钢结构的整体变形情况如何？钢结构的整体形态大小与设计是否一致？这些难题用常规测量手段无法解决。王教授采用激光雷达精细测量技术来解答问题。为了主次结构吻合，先扫描主结构牛腿，精确提取角点，再扫描胎架上拼装好的相应次结构的牛腿，精确提取角点，分别将其转换到同一坐标系在计算机中模拟吊装，如不吻合，就在胎架上调整次结构，节省大量人力物力财力和工期。为了卸载变形分析，写在前后分别整体扫描钢结构，在计算机中对二次的点云进行变形分析，得出了准确的钢结构卸载变形分布状态，为钢结构的安全提供了数据保证。钢结构全部安装后整体扫描，在计算机中构建钢结构的三维CAD模型，与设计模型对比，得到可靠的数据。最后圆满地解决了全部难题。 （二）国家体育馆 5