基于TLS技术的危岩体变形监测方法研究

发布时间：2017-04-05 08:02

  本文关键词：基于TLS技术的危岩体变形监测方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地面激光扫描技术是一种新型数据获取技术，它能够快速、高精度并以非接触方式直接获取研究对象表面的空间三维数据，并且具有较高的采样率，改变了传统的单点变形观测方式，可以较为准确的表达地学对象的真实复杂的状况，在空间信息科学领域三维数据实时获取显得尤为重要。与传统测绘技术相比，三维激光扫描技术在信息提取方面的自动化程度更高，它不需要布设传统测量中观测点，就能够获取测区海量数据，为研究变形监测提供了更多详细数据。 三维激光扫描技术获取的大量离散地形点云数据，需要重建地表模型才能在变形监测这个领域中应用。本文首先阐述了地面三维激光扫描的工作原理，分析了数据获取中影响地面激光扫描精度的因素，并用实测数据给出了两块区域的误差量。阐述了两种点云配准方法：迭代最近点法（ICP）及基于最小二乘的三维表面配准（LS3D）方法。分别介绍了利用点云进行曲面拟合及点云内插生成数字表面模型方法在变形监测中的应用。最后采用Leica HDS8800系统，以重庆鸡冠岭危岩体为例，对其危岩体表面进行多期重复扫面，以第一期数据作为基准数据，其后的每期数据首先利用LS3D配准方法进行整体配准，并把第一期数据生成不规则三角网，计算点到面的距离为当前点的形变量；利用ICP算法配准，通过拟合三次曲面及内插数字表面模型来分析形变量，探索了该技术用于高倾斜危岩体三维建模和监测的可能性，为基于该技术的隐患特征突出的危岩体滑坡和崩塌监测提供思路。
【关键词】：TLS 配准 误差 曲面拟合 危岩体
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P225.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第二章 地面三维激光扫描技术15-18
• 2.1 地面三维激光扫描的工作原理15-16
• 2.2 影响地面三维激光扫描精度的因素分析16-18
• 第三章 危岩体表面点云数据配准18-28
• 3.1 危岩体表面点云数据配准概述18-19
• 3.2 迭代最近点法（ICP）配准方法介绍19-22
• 3.2.1 单位四元数配准相关点法19-21
• 3.2.2 ICP 算法21-22
• 3.3 最小二乘三维曲面匹配(LS3D)配准方法介绍22-27
• 3.3.1 基本的估算模型22-26
• 3.3.2 实施问题26-27
• 3.4 配准方法的比较27-28
• 第四章 基于 TLS 数据的危岩体表面模型构建28-34
• 4.1 危岩体表面点云的曲面拟合28-30
• 4.2 危岩体表面模型的构建30-34
• 4.2.1 Delaunay 三角网31
• 4.2.2 Delaunay 三角网算法概述31-32
• 4.2.3 危岩体数字表面模型的内插32-34
• 第五章 危岩体表面变形监测34-50
• 5.1 测区概况34-35
• 5.2 仪器设备及实验环境简介35-36
• 5.3 数据的获取及预处理36-37
• 5.4 Geomagic 中计算变形量37-39
• 5.5 危岩体表面形变量计算39-43
• 5.5.1 两种方法介绍39-41
• 5.5.2 三次曲面拟合的方法计算变形量41-42
• 5.5.3 危岩体表面模型计算变形量42-43
• 5.6 危岩体表面变形监测结果分析43-50
• 结论50-52
• 参考文献52-57
• 攻读学位期间取得的研究成果57-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：286720