地面三维激光点云数据的配准研究及其应用

摘要

随着三维激光扫描技术的日益普及，在众多工程领域中发挥出色的技术水平，该技术已经成为当今的一大研究热点，本文在研究国内外三维激扫描技术的发展基础之上对该技术进行了深入的探讨。具体内容主要归纳为：　　①详细介绍了点云外业采集流程及预处理过程，结合实际工作中的经验，总结了数据采集和点云预处理中的一些注意事项和方法流程。　　②重点研究了点云配准过程，针对点云配准过程中如何提高精度进行了深入的探讨。使用标靶法进行点云配准时，采用附有条件的间接平差进行解算七个转换参数，原理简单，算法容易实现，通过实验对比标靶法与特征点法进行点云配准得出前者的配准精度更高，效率更快。　　③针对传统序列配准的方法，探讨配准误差的传播规律，针对这个问题提出了点云的整体配准方案与面向控制点坐标的配准方法，通过大量的实验数据对比，改进后的配准方法有效的提高了整体点云精度。　　④结合广东省某地区一块山区清场的扫描项目，从开始的数据采集到最终的计算成果，探讨了一套完整的土方变化量的计算作业流程。在点云配准的方案中引入了第三章中的结论，使用标靶做点云配准的同名点，分别采用传统序列配准方法、点云整体配准方法与面向控制网坐标转换配准方法生成地表三角网模型，利用两期模型的体积相减计算土方的变化量。最后将三维扫描技术与传统测量方法进行了比较，使用三维激光扫描仪不仅能够有效的使用在土方监测工程中，还能更省时省力的完成作业，与传统方法相比较有较大的优势。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义。

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 点云数据的获取方式及关键处理技术

2.1 三维激光扫描仪工作原理

2.2 点云数据的采集流程

2.3 两种常用的点云拼接方法

2.4 点云噪声去除

2.5 点云数据简化

3 多视点点云配准的研究

3.1 点云数据配准概述

3.2 点云配准模型

3.3 基于同名点的点云数据配准

3.4 多视点点云配准的误差传播

3.5 多视点点云整体配准方案

3.6 面向控制点坐标转换的多视点点云配准方案

3.7 本章小节

4 三维扫描技术在土方监测中的应用

4.1 利用点云数据构建TIN计算土方变化量

4.2 三维扫描仪采集地形数据

4.3 点云预处理

4.4 土方量计算

4.5 传统测量方法计算结果

4.6 结果分析

4.7 本章小节

5 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 论文展望

致谢

参考文献