收藏本站
《中国矿业大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

动态沉陷区地面激光扫描数据处理关键问题研究

敖建锋  
【摘要】:在矿山开采沉陷研究中,为及时了解井下开采对地表的影响程度以便有效地指导地面建、构筑物防护工作或井下生产,通常需要在地表受影响区域内布设观测站进行长期监测。地面三维激光扫描技术引入矿山开采沉陷研究以后,解决了传统观测站数据量不足、观测周期长等问题,但其在该领域中的应用仍然存在许多亟待解决的科学问题。本文结合地面三维激光扫描数据信息量丰富的优点,通过提出或改进各类算法,提出了相应的数据修正模型和多种沉陷信息的提取方法,实现了良好的处理效果。本文主要获得如下成果: 1)针对地面三维激光扫描技术和矿山开采沉陷监测技术的国内外研究现状,详细剖析该技术在矿山开采沉陷监测应用中亟待解决的科学问题,并提出相应的研究内容和技术路线。 2)提出在数据采集前后记录仪器的倾斜状态并取消仪器的自动补偿功能的数据采集方案,并结合地面三维激光扫描原理,对倾斜角度与其测量角度误差之间的几何关系进行推导,得出仪器倾斜对测量角度的误差影响,继而根据三维点云数据中各点坐标与测量角度的数学关系,将各测量角度误差以改正数的形式加到测量角度上进行数据修正,从而消除仪器倾斜对点位坐标获取的影响。 3)利用基于十进制的Morton码对原始点云数据进行直接索引,将坐标与格网一一对应,并通过链表结构对索引后数据进行存储,提高了数据处理的时空效率。继而在网格内若干高程较低点的基础上,采用Kriging插值算法对网格中心点进行插值。继而分别针对DTM和沉陷盆地模型的精度进行了评定,从而检验该数据处理方法的可靠性。 4)针对包含直立树干、电线杆等圆柱体状地物的点云数据,采用点云数据分层特征提取的方法将圆柱体的中心轴予以提取。针对包含房屋等棱角分明地物的点云数据,采用边缘检测算子+Hough变换对点云数据中包含的直线信息进行提取,得到直线间的交点作为特征点予以存储,并用于后续的水平位移求取,通过与高精度全站仪测得的测站水平位移检测算法的可靠性。 5)针对台阶状裂缝,借助小波变换在信号突变检测方面的优势,对点云数据中各扫描线上的高程突变进行检测,得到裂缝在各扫描线上的相应位置,继而追踪不同扫描线上的突变点,获得台阶状裂缝在点云数据中的位置。针对平面裂缝,通过将点云数据进行图像化处理,继而对点云图像进行加密优化,使裂缝信息在点云图像中得到突显,最后采用图像处理中的边缘检测技术对裂缝信息进行检测和提取,并将裂缝检测效果应用于工程实践中,通过与高精度全站仪测得的裂缝位置进行对比检验了其可靠性。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P642.26;P225.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁建英;刘先勇;刘伟;郭进;;改进ICP算法实现多视点云精确配准研究[J];传感器与微系统;2008年05期
2 栾元重;地表移动GPS实时监测技术[J];测绘工程;2000年03期
3 邢正全;邓喀中;;一种改进的点云数据配准方法[J];测绘工程;2011年02期
4 独知行;阳凡林;刘国林;温兴水;;GPS与InSAR数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨[J];测绘科学;2007年01期
5 赵小平;闫丽丽;刘文龙;;三维激光扫描技术边坡监测研究[J];测绘科学;2010年04期
6 周大伟;吴侃;周鸣;敖剑锋;;地面三维激光扫描与RTK相结合建立开采沉陷观测站[J];测绘科学;2011年03期
7 梅文胜;周燕芳;周俊;;基于地面三维激光扫描的精细地形测绘[J];测绘通报;2010年01期
8 丁延辉;邱冬炜;王凤利;杨锐;;基于地面三维激光扫描数据的建筑物三维模型重建[J];测绘通报;2010年03期
9 王婷婷;靳奉祥;单瑞;;基于三维激光扫描技术的曲面变形监测[J];测绘通报;2011年03期
10 徐进军;张毅;王海成;;基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理[J];测绘通报;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 韩友美;车载移动测量系统激光扫描仪和线阵相机的检校技术研究[D];山东科技大学;2011年
2 薛耀红;点云数据配准及曲面细分技术研究[D];吉林大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张华智;冯毅芳;;利用小波分析方法识别结构模态参数[J];四川建筑科学研究;2007年06期
2 殷年;4D产品与GIS应用[J];安徽地质;2002年03期
3 任俊杰;;基于DTM建立矿区数字复垦土壤特性模型[J];安徽农业科学;2009年07期
4 黄道伟;任啟萍;张小宏;宋元福;;基于Geoway ForLand建立二次土地调查数据库的探讨[J];安徽农业科学;2010年20期
5 刘晓宇;李宏;;浅谈新疆空管系统中的GIS与RS技术应用[J];信息安全与技术;2012年02期
6 孙鹏翔;胡昱玲;;ArcGIS9.0在水文分析中的应用[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2010年01期
7 陈绍杰;计算机枝术与GIS关系的新进展[J];北京工业职业技术学院学报;2002年02期
8 郑佳荣;薄志义;高绍伟;崔有祯;;“以能力为本位”的高职“地理信息系统”课程整体设计[J];北京工业职业技术学院学报;2010年03期
9 孟凡荣;北京三库一体化空间数据库建设[J];北京测绘;2002年04期
10 梁艳平,曾卓乔,朱建军;从信息流程的角度看GIS理论研究[J];北京测绘;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 叶劲松;刘礼勇;崔应寿;范文涛;;云南省公路通达管理地理信息系统建设[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
3 崔应寿;叶劲松;刘柳杨;马景宇;;GIS支持下的公路信息管理平台建设[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
4 周飞;王晨升;;基于Canny算法的一种边缘提取改进算法[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
5 许海翔;丛丰裕;雷菊阳;史习智;;时频域非参数密度估计的独立成分分析[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 葛旭明;伍吉仓;陈玮娴;;基于三维激光扫描的方杆形变监测试验[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
7 陈盼盼;安春华;杨瑞霞;;基于机载激光雷达的城市三维模型数据采集与构建[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 胡宁科;;浅析INSAR、GPS和GIS技术在油田开采地面下沉中的应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
9 焦明连;蒋廷臣;;GPS-InSAR数据融合方法与应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 陈胜鹏;邱文;;基于元数据的空间地理信息管理系统整合的研究与实现[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
2 童滋雨;城市绿地配置的量化方法研究[D];南京大学;2011年
3 吴云龙;GOCE卫星重力梯度测量数据的预处理研究[D];武汉大学;2010年
4 章莉萍;基于栅格模式的地图图形自动综合研究[D];武汉大学;2009年
5 李楠;区域矿产资源GIS评价关键算法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 张荣国;变形表面主动轮廓建模理论与方法[D];合肥工业大学;2011年
7 张珊;REST式GIS服务聚合研究及软件开发[D];华东师范大学;2011年
8 李玉堂;森林资源空间数据集成管理技术的研究与应用[D];东北林业大学;2011年
9 邹伟;三维地质勘查软件核心技术研究与实现[D];中国地质科学院;2010年
10 曾成;湿亚热带岩溶系统水文水化学对不同土地利用的响应研究[D];中国地质科学院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏毅;兰陵溪小流域生态系统健康评价研究[D];华中农业大学;2010年
2 宋东峰;基于WebGIS的矿井瓦斯地质信息网络管理技术与应用[D];河南理工大学;2010年
3 陈勇;开滦矿区深部开采地表移动规律的研究[D];河南理工大学;2010年
4 梁鹏帅;基于OpenGL的三维可视地理信息系统初步设计[D];河南理工大学;2010年
5 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 焦明东;三维激光扫描技术在工业检测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
8 冯幼贵;基于GIS的矿山开采地表移动与变形预计[D];山东科技大学;2010年
9 田会波;海底地形三维可视化[D];山东科技大学;2010年
10 张成雷;地层三维建模空间数据组织与查询优化[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章品正,万遂人;基于小波包分解的白细胞胞核边缘提取算法与实现[J];安徽广播电视大学学报;2002年01期
2 范百兴,夏治国;全站仪无棱镜测距及精度分析[J];北京测绘;2004年01期
3 周煜;杜发荣;高峰;曲巍崴;;车身逆向设计中点云多视拼合技术[J];北京航空航天大学学报;2007年04期
4 范海英;;三维激光扫描系统的应用研究[J];辽宁科技学院学报;2009年02期
5 路兴昌;张艳红;;基于三维激光扫描的空间地物建模[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
6 陈允芳;叶泽田;张恒铁;石波;;多传感器组合的移动车载数据采集系统研究[J];传感器与微系统;2006年12期
7 李海泉;杨晓锋;赵彦刚;;地面三维激光扫描测量精度的影响因素和控制方法[J];测绘标准化;2011年01期
8 郑德华,沈云中,刘春;三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析[J];测绘工程;2005年02期
9 岳建平,高永刚,谢波;无反射棱镜全站仪测距性能测试[J];测绘工程;2005年02期
10 刘旭春;丁延辉;;三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用[J];测绘工程;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘宏兵;小波变换在图像边缘提取和压缩编码中的应用研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 程英蕾;多源遥感图像融合方法研究[D];西北工业大学;2006年
3 杜新伟;逆向工程中基于径向基函数的曲面重建技术研究[D];吉林大学;2009年
4 王智;机载多传感器数据融合技术研究[D];南京理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘建刚;基于激光扫描数据的三维重建关键技术研究[D];首都师范大学;2005年
2 马立广;地面三维激光扫描测量技术研究[D];武汉大学;2005年
3 孙肖霞;基于UGII的反求工程数据处理技术研究与系统开发[D];山东理工大学;2006年
4 张珍铭;基于Delaunay三角化的三维散乱点云曲面重塑算法研究[D];南京航空航天大学;2006年
5 宋小鹏;基于VTK的室外场景三维重建[D];首都师范大学;2006年
6 赵强;基于BSP树的点云精简方法研究[D];西北工业大学;2007年
7 王贵宾;车载激光三维信息采集与数据处理[D];首都师范大学;2007年
8 邓岩;提高激光测距精度的研究[D];长春理工大学;2008年
9 张凯;三维激光扫描数据的空间配准研究[D];南京师范大学;2008年
10 梁诚;面向GIS的车载空间数据采集系统研究[D];南京师范大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘亚文;庞世燕;左志奇;;蚁群算法的建筑立面点云数据提取[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年11期
2 喜文飞;方源敏;李帅;李健;;一种新的激光点云数据精简方法[J];测绘工程;2012年04期
3 何丽;李嘉;郑德华;;基于栅格的点云数据的边界探测方法[J];测绘工程;2013年03期
4 刘尚蔚;朱小超;张永光;魏群;;多片点云数据拼接处理技术的研究[J];水利与建筑工程学报;2014年01期
5 高源鸿;彭岩;欧洋;;点云数据制作地面模型初探[J];测绘与空间地理信息;2014年04期
6 张东;;点云数据中球面点的自动提取[J];测绘;2014年03期
7 李健;王宗敏;马玉荣;田智慧;;多站激光点云数据全自动高精度拼接方法研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年09期
8 喜文飞;李国柱;;一种新的点云数据压缩质量评定方法[J];甘肃科学学报;2013年03期
9 熊爱武;;基于车载激光点云数据的道路模型重建[J];地理信息世界;2013年06期
10 郝洪美;徐凯;;滑坡监测中点云数据分析[J];北京测绘;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闫龙;;摄影测量点云数据精简研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 吴美金;;基于薄壁构件的点云数据提取[A];全国射线数字成像与CT新技术研讨会论文集[C];2009年
3 段文国;张爱武;蔡广杰;;基于VTK的点云数据绘制研究与实现[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 宋碧波;卢小平;卢遥;;基于点云数据的建筑物三维重建[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
5 张伟忠;张顺海;于德敏;;点云数据与建模软件的接口设计[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
6 吕琼琼;杨晓晖;杨唐文;韩建达;庄严;;激光雷达点云数据的三维建模技术[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
7 刘佳;张爱武;杨丽萍;;室内场景激光点云数据的三维建模[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
8 隋立春;张熠斌;赵旦;;基于MicroStation的机载LiDAR点云数据分类处理软件[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
9 黄承亮;吴侃;刘虎;;基于三维TIN的格网化点云数据特征提取[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
10 杨铭;陈建峰;;基于CUDA的海量点云数据kNN查询算法[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 张庆英;危房测量引入三维实景技术[N];中国测绘报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张学昌;基于点云数据的复杂型面数字化检测关键技术研究及其系统开发[D];上海交通大学;2006年
2 王果;不同平台激光点云数据面状信息自动提取研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
3 赵煦;基于地面激光扫描点云数据的三维重建方法研究[D];武汉大学;2010年
4 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
5 孙晓东;人体点云数据处理中若干问题的研究[D];北京工业大学;2012年
6 张帆;点云数据几何处理方法研究[D];西北大学;2013年
7 杨建思;机载/地面海量点云数据组织与集成可视化方法研究[D];武汉大学;2011年
8 敖建锋;动态沉陷区地面激光扫描数据处理关键问题研究[D];中国矿业大学;2013年
9 张力宁;点云数据抗噪处理方法及其在叶片重建中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
10 薛耀红;点云数据配准及曲面细分技术研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶雯;杨树活立木点云数据模型化研究[D];南京林业大学;2013年
2 刘金玲;基于隐函数实现点云数据重构方法的研究[D];辽宁师范大学;2009年
3 赵柳;基于点云数据的逆向技术研究与设计[D];中北大学;2010年
4 陈金锐;点云数据三维重建研究[D];武汉理工大学;2011年
5 张飞飞;点云数据简化及三维曲面重构[D];吉林大学;2012年
6 桓秉邦;牙颌点云数据三维可视化研究[D];电子科技大学;2012年
7 李伟;汽车座椅点云数据的精简和三角曲面重构[D];吉林大学;2013年
8 杜小燕;点云数据的光顺去噪与简化技术的研究与实现[D];苏州大学;2009年
9 李志良;基于点云数据的真三维建模方法研究[D];太原理工大学;2014年
10 吴岩冰;基于支持向量机的点云数据修补[D];郑州大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026