三维激光扫描数据处理及在矿区大坝沉陷监测中的应用研究

发布时间：2017-05-16 21:12

  本文关键词：三维激光扫描数据处理及在矿区大坝沉陷监测中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：进入21世纪，随着计算机技术、数字化技术的迅猛发展，人类正在向信息化时代过渡。地球空间信息科学研究也进入了一个新的时期，三维空间信息技术便是其中的热点问题之一，获取、分析用以准确描述三维空间信息的空间数据也就成为研究地球空间信息的基础。传统的获取三维数据的方式不仅耗时，而且采样密度低，造成采集到的数据无法对空间对象进行精确完整描述。另外，空间对象及其周围环境纷繁复杂，如何准确、全方位获取相应的空间数据也成为当前空间信息科学研究的主要困难之一。三维激光扫描技术的出现为解决上述问题提供了新的途径。 本文在分析前人研究成果的基础上，重点对三维激光扫描点云数据处理中滤波与配准问题进行了相关研究与实验，通过真实数据对滤波和配准的多种方法进行了实验，比较了其各自的优缺点，最后在分析传统ICP配准方法的基础上，采用了一种基于Delaunay三角网的ICP配准方法，并以某矿区大坝为例，将三维激光扫描技术应用于开采沉陷监测，获取了矿区大坝沉陷曲线，并将三维激光扫描监测值与水准监测数据进行了对比，，结果验证了三维激光扫描技术应用于矿区沉陷监测的可行性。
【关键词】：三维激光扫描 开采沉陷监测 点云 配准 滤波
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV698.11;P225.2
【目录】：

• 内容提要4-5
• 中文摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 三维激光扫描技术国内外研究现状11-13
• 1.1.1 国外发展现状11
• 1.1.2 国内发展现状11-12
• 1.1.3 三维激光扫描技术数据处理的发展12-13
• 1.2 研究背景及意义13-14
• 1.3 主要研究内容及结构安排14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 论文组织结构15-16
• 第2章 三维激光扫描技术16-25
• 2.1 三维激光扫描仪测量原理16-17
• 2.2 技术优势17
• 2.3 三维激光扫描技术的主要应用领域17-18
• 2.4 徕卡 C10 三维激光扫描系统18-21
• 2.4.1 徕卡 C10 三维激光扫描系统的组成19
• 2.4.2 徕卡 C10 三维激光扫描仪的特点19-20
• 2.4.3 徕卡 C10 三维激光扫描仪的工作流程20-21
• 2.5 Cyclone 软件概述21-25
• 第3章 点云数据滤波方法25-35
• 3.1 点云噪声分析25-27
• 3.1.1 噪声源解析25-26
• 3.1.2 点云数据噪声的数学模型分析26-27
• 3.2 有序点云滤波27-31
• 3.2.1 中值滤波27-28
• 3.2.2 均值滤波28
• 3.2.3 高斯滤波28-29
• 3.2.4 有序点云滤波实验29-31
• 3.3 散乱点云滤波31-35
• 3.3.1 双边滤波算法原理32-33
• 3.3.2 拉普拉斯滤波算法原理33-34
• 3.3.3 散乱点云数据滤波实验34-35
• 第4章 点云数据配准方法35-53
• 4.1 基于特征的点云配准35-42
• 4.1.1 点云配准模型36-37
• 4.1.2 常用的模型解算方法37-39
• 4.1.3 配准精度度量39-40
• 4.1.4 实验分析40-42
• 4.2 基于最近点迭代（ICP）算法的配准42-46
• 4.2.1 最近点迭代（ICP）算法研究概况42-44
• 4.2.2 最近点迭代算法原理44-46
• 4.3 基于 Delaunay 三角网的 ICP 算法46-53
• 4.3.1 原始点云数据的 Delaunay 三角网建立47-48
• 4.3.2 确定对应点集与最优化求解48-50
• 4.3.3 实验分析50-53
• 第5章 三维激光扫描技术在开采沉陷监测中的应用53-61
• 5.1 矿区内地质与水文概况53-55
• 5.1.1 矿区地质条件53-54
• 5.1.2 矿区水文地质条件54-55
• 5.2 沉陷监测实验55-57
• 5.3 数据分析57-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-70
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果70-71
• 后记和致谢71

【共引文献】

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本文编号：371954