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基于地面三维激光扫描技术的变形监测数据处理

刘云广  
【摘要】:随着激光扫描技术在测绘领域的大踏步前进,以及国家基础设施的建设蓬勃开展,高端的三维激光扫描仪器逐渐进入普通人们的视线,三维激光扫描测量技术深刻改变了我们的生活和测绘领域的发展。三维激光测量技术作为近些年发展起来的一项高新技术,以其方便、快捷的以高精度、密度方式并且是无接触形式获得地面研究对象的三维点云数据,这使得地面三维激光扫描技术的应用领域已经深入到工程测量、变形监测等测绘领域的各个分支。 变形监测是指对大到整个地壳、小到某个工程构(建)筑物等的点位移动和形状变化状况而展开的一项长期、重复的测量工作,预报有可能出现的灾害状况并提前预防,因此它为国计民生做出了很大贡献。随着三维激光扫描技术开始涉足变形监测这个领域,新的技术方法、数据处理分析方法也必定要随之跟上,怎样利用这项先进的测量技术做变形监测,是有待深入研究的,因此,将三维激光扫描技术引入到变形监测领域中,具有重要的理论与现实意义。 本论文首先阐述了基于地面三维激光扫描技术应用于变形监测的意义、现状、优缺点及发展趋势,接着分别介绍了变形监测的基本概念、监测方法、数据处理分析方法和三维激光扫描测量的原理、特点、发展现状、获取点云数据的特点及数据处理方法做了详细的介绍。三维激光扫描技术虽然可以反映扫描变形体的整体面貌,但是我们却不能在两期数据之间找到同一个坐标点位,即没有同名点,可以利用在点云模型中提取变形轮廓线,利用插值的方法拟合函数进行曲线重建,这样从整体到局部的变形体变形值就可以获得,并且能通过测量精度的误差传递给出精度。最后根据相关理论和实验,我们给出了被监测对象的点、线、面的变形情况以及对发展趋势做了预测。


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