基于三维激光扫描仪的三维地形获取及应用

发布时间：2020-06-02 20:05

【摘要】：三维激光扫描仪作为新兴的测绘技术,它具有主动性、高效率、高精度、非接触、数字化、自动化等特点,因此广泛的应用于测绘工程、变形监测、面积及体积计算、数字化与保护修复、数字城市等领域。本论文利用三维激光扫描仪获取实验地形的三维数据,并利用相关软件和相关数据后处理算法对原始点云数据进行处理和分析,探索出三维激光扫描仪在实际地形测量中应用的理论和方法。本文首先介绍三维激光扫描仪在国内外应用现状、工作原理和工作流程,其次阐述原始点云数据后处理过程中用到的相关算法,包括数据去噪算法,数据配准算法,数据网格化算法以及数据差值算法。利用实验结果对相关算法优缺点进行比较分析,选择合适的算法。本文主要以某国沙滩防护研究物模实验为依托,通过利用Trimble CX三维激光扫描仪获取实验数据,利用MATLAB软件通过自编程序实现对原始点云数据后处理,对点云进行数据去噪,数据配准,数据网格化,数据差值等,在数学建模中,本文采用surfer12软件和AutoCAD14软件对处理后的点云数据进行数据建模和重现,生成所需要的三维地形图、点云图和等高线图,通过分析点云图和等高线图,得到实验前和实验后实验区域地形演变情况,最后根据地形演变情况研究不同设计方案对沙滩防护效果。研究表明利用三维激光扫描仪以及对应的数据后处理方法能够高效率、高精度得到沙滩不同区域不同时间段的地形演变情况,达到了预期的效果,该技术在实际工程应用领域有广泛的应用前景。
【图文】：

仪主要由供电系统、控制系统、扫描系统、统主要控制扫描仪的扫描范围、扫描密度和距离、测量角度、拍照和校正等。其工作原的反射，又被扫描仪所接收。通过利用扫描和接收的时间差，，已知激光束的波速c 和仪系统自定义原点到目标物体表面某一点动获取被测物体的水平角度 和垂直角度 点的距离 ，以及水平角度 和垂直角度 对于仪器本身坐标原点三维坐标，如下图 2服马达来控制反射棱镜的快速旋转，以实现

图 3-2 点云数据空间定位示意图ee 算法e 算法是在 k 维欧几里德空间组织点的数据结构，也是引结构[41]-[43]。主要思想是使用超平面交叉剖分每个维一种空间树，主要应用于高维空间数据的近似最近邻间点云索引效率较高，但对于空间中面、线等区域范e 算法法是一种重要的的空间数据索引算法，目前成为许多典型的有R -树、*R -树、压缩 R -树等。索引是 B 树在高维空间延伸的另一种形态，是一种多范围划分，每一个节点都对应一个区域，非子节点储断的划分，直到最小区域范围。但子结点最小外接矩
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;P217;P225.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王波;;探析三维激光扫描仪在建筑物立面测量中的应用[J];工程建设与设计;2018年02期

2 王俊刚;花斌;陈金生;;三维激光扫描仪在港口测量中的应用[J];中国水运(下半月);2018年04期

3 丁孝银;肖昭然;;基于三维激光扫描仪的地形变化监测[J];中国设备工程;2018年10期

4 宗文鹏;李广云;王力;;低成本三维激光扫描仪的设计与实现[J];测绘通报;2016年11期

5 井文胜;王健;孙爱怡;;地面三维激光扫描仪的精度评定方法研究[J];测绘与空间地理信息;2016年11期

6 吴任洪;杜岩;赵瑞;;三维激光扫描仪在核电站工程边坡监测应用研究[J];矿山测量;2016年06期

7 王宁;;机载三维激光扫描仪在农业中的应用[J];河北农机;2017年03期

8 陈宁;;三维激光扫描仪在地形测量中的应用探析[J];城市建设理论研究(电子版);2017年20期

9 徐凯;郝洪美;郭亚兴;;基于三维激光扫描仪的三维文物模型的建立[J];北京测绘;2014年04期

10 倪曙;喜文飞;张鸣宇;;三维激光扫描仪在变形监测中的研究与应用[J];甘肃科学学报;2013年02期

相关会议论文 前10条

1 龚建江;史建伟;吴志军;;地面三维激光扫描仪在水电工程中的应用研究[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年

2 齐维君;方爱平;;对三维激光扫描仪计量检测的几点思考[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年

3 李海鹏;刘博文;;三维激光扫描仪鉴定方案设计思路初探[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年

4 李巧莲;;三维激光扫描测绘技术[A];中国采选技术十年回顾与展望[C];2012年

5 齐文娟;;利用三维激光扫描仪为古文物建立信息库[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年

6 张启福;孙现申;李宗春;;基于人工标志的三维激光扫描仪自检校方法研究[A];全国工程测量2012技术研讨交流会论文集[C];2012年

7 冉磊;;三维激光扫描仪及其在文物保护中的应用研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年

8 朱文龙;;三维激光扫描仪在边坡监测中的应用[A];晋琼粤川鲁冀辽七省金属（冶金）学会第二十一届矿业学术交流会论文集[C];2014年

9 曹丽;白玉兴;;三维激光扫描仪获取面部图像的可靠性研究[A];第十四次全国数字化口腔医学学术会议论文集[C];2016年

10 李荣彬;;三维激光扫描技术在地质矿产信息快速获取中的应用[A];河南地球科学通报2010年卷（下册）[C];2010年

相关重要报纸文章 前6条

1 ;安全科技活动周与百姓贴得更近[N];中国安全生产报;2013年

2 本报记者 于德福;开放带来无限可能[N];中国国土资源报;2016年

3 本报记者 吴宝成;思想者的事业[N];中国测绘报;2015年

4 记者 陶克强　通讯员 张范 嘉善县委报道组 刘文书;从低端徘徊向高端突破[N];嘉兴日报;2011年

5 李灵 袁竹;科技装备赢得未来[N];中国测绘报;2015年

6 记者 勘建忠;去年实现经营收入16.65亿元[N];中国矿业报;2012年

相关博士学位论文 前1条

1 张会霞;三维激光扫描点云数据组织与可视化研究[D];中国矿业大学（北京）;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 黄传朋;基于三维激光扫描仪的三维地形获取及应用[D];天津理工大学;2019年

2 王春鑫;三维激光扫描仪的检校方法试验研究[D];华北理工大学;2018年

3 祁甲民;基于多源测量数据融合的三维建模技术研究[D];河南工业大学;2018年

4 王民水;中距离三维激光扫描仪点云数据获取与处理方法研究[D];吉林大学;2017年

5 赵梓乔;基于三维激光扫描仪的室内移动机器人定位与建图[D];华中科技大学;2016年

6 代志宇;三维激光扫描仪在边坡变形监测中的应用研究[D];河南工业大学;2017年

7 李金鑫;基于室内规范检定场的地面三维激光扫描仪检校技术研究[D];山东科技大学;2017年

8 付培;低成本三维激光扫描仪系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 刘勃妮;三维激光扫描仪伺服系统研制[D];西安科技大学;2006年

10 马勇;三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究[D];兰州交通大学;2017年

本文编号：2693698