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《昆明理工大学》 2009年
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采空区三维激光扫描数据的分析与处理

孙树芳  
【摘要】:地球空间信息技术是当今世界各国研究的热点之一,信息的获取、处理和应用是其研究的三大主题。三维激光扫描测量技术是最近迅速发展起来的一项新技术,已成为空间数据获取的一种重要技术手段。三维激光扫描测量技术具有快速性、不接触性、实时性、动态性、主动性、全数字性、高精度、高密度、高效率等许多传统的常规测量技术所不具有的优点。三维激光扫描测量技术在诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求,例如它可以应用在建立城市3D模型、林业调查、灾害评估、水下地形测量、矿山测量、危险领域的测量、柔性目标的测量、历史古迹的调查与恢复等诸多方面。三维激光扫描测量技术的出现极有可能会为测绘行业带来一场新的技术革命。 本文主要从测绘科学的角度对三维激光扫描测量技术进行了研究。首先,本文介绍了三维激光扫描技术的研究现状,三维激光扫描系统的工作原理。其次,对多种不同的三维激光扫描仪进行详细的类别划分,并简要探讨了三维激光扫描技术与传统测量方法的区别。再次,针对本论文中所应用的Optech公司的CMS洞穴测量激光扫描仪及后处理软件PolyWorks10.0进行了较详尽的介绍。然后,分析了系统获取数据过程中的误差来源以及误差对扫描获取点云数据的精度影响。 最后,根据三维激光扫描仪获取的点云数据特性,在VC6.0环境下编写了一个点云数据压缩程序,结合Optech CMS洞穴测量系统在大红山铜矿采空区中的应用工程实例,阐述了三维激光扫描技术工程应用流程,包括三维数据的获取、点云数据的压缩、噪音的删除、扫描漏洞的填补、三维模型基本信息的获取等整个过程。探讨三维激光扫描技术在测绘领域中应用的优势,总结三维激光扫描技术的工程适用性及存在的问题并分析实际工程应用效果。 研究结果表明,三维激光扫描技术获取数据的快速性、高效性、高精度和高分辨率特性是传统测量方法无法比拟的,该技术的应用有着广泛的前景。
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