本文關(guān)鍵詞：基于克里金算法的點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值研究

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【摘要】：三維激光掃描技術(shù)又被稱為“高清晰測量（High Definition Surveying，HDS）”，，是二十世紀(jì)九十年代中期，快速發(fā)展起來的測量新技術(shù)，在地形測量、古建筑物保護(hù)、逆向工程等方面有著廣泛的應(yīng)用。 利用三維激光掃描儀對地形進(jìn)行精細(xì)掃描，可以大面積高分辨率的獲取被測地貌點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，構(gòu)建高精度數(shù)字高程模型（DEM）。地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取過程受到外界環(huán)境的影響，如地表存在大量非地面點(diǎn)（如雜草，小的灌木等），點(diǎn)云數(shù)據(jù)在后期處理中，相關(guān)非地面點(diǎn)需要被剔除掉，實(shí)際獲取的地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)分布不規(guī)則、不均勻。使用分布不規(guī)則、不均勻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建高精度DEM過程中，需要對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)，空間插值技術(shù)是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)修補(bǔ)的有效途徑之一。常見的空間插值方法有：克里金插值、反距離加權(quán)插值、最近鄰點(diǎn)插值，自然鄰域插值等。本文主要研究利用克里金插值算法對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)。 本文較系統(tǒng)地對三維激光掃描技術(shù)基礎(chǔ)、克里金插值算法基本原理和點(diǎn)云數(shù)據(jù)克里金插值流程進(jìn)行了探討，主要研究內(nèi)容如下： 1、回顧了三維激光掃描儀技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，介紹了三維激光掃描儀技術(shù)的構(gòu)成、原理以及外業(yè)工作流程和主要應(yīng)用領(lǐng)域。 2、詳細(xì)介紹了克里金插值算法的基本原理，對克里金插值算法中涉及到的相關(guān)理論進(jìn)行了詳細(xì)的研究，如區(qū)域化研究變量、實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)值、理論變差函數(shù)模型、實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)值的擬合、理論變差函數(shù)模型的套合等。 3、利用克里金插值、反距離加權(quán)插值、最近鄰點(diǎn)插值對實(shí)驗(yàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值，將三種插值結(jié)果分別與原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，比較克里金插值與其它插值算法的優(yōu)勢與不足。同時(shí)對影響克里金插值結(jié)果的因素進(jìn)行相應(yīng)的研究。
【關(guān)鍵詞】：點(diǎn)云數(shù)據(jù) 克里金插值算法 反距離加權(quán)插值 最近鄰點(diǎn)插值 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P225.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展10-13
• 1.2.1 空間插值技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 克里金插值研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容及工作安排13-14
• 第二章 三維激光掃描技術(shù)14-21
• 2.1 地面三維激光掃描儀的構(gòu)成14-15
• 2.2 地面三維激光掃描儀的工作原理15
• 2.3 徠卡 HDS ScanStation2 地面三維激光掃描儀簡介15-16
• 2.4 地面三維激光掃描儀測量主要工作流程16-19
• 2.5 三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第三章 克里金插值算法基本原理21-38
• 3.1 克里金插值中相關(guān)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)21-22
• 3.1.1 隨機(jī)變量概念及特征值21-22
• 3.2 克里金插值中重要概念22-33
• 3.2.1 區(qū)域化變量22-23
• 3.2.2 變差函數(shù)23-32
• 3.2.3 協(xié)方差函數(shù)32-33
• 3.3 克里金插值算法原理33-35
• 3.4 克里金插值算法實(shí)例介紹35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 基于克里金插值算法點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值實(shí)驗(yàn)38-68
• 4.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)來源及概況38-39
• 4.2 基于克里金插值算法點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值實(shí)驗(yàn)39-50
• 4.2.1 克里金插值流程圖40
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)值40-43
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)值擬合43-46
• 4.2.4 理論變差函數(shù)的最優(yōu)性檢驗(yàn)46-48
• 4.2.5 格網(wǎng)點(diǎn)克里金插值48-50
• 4.3 基于其它插值方法的點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值實(shí)驗(yàn)50-58
• 4.3.1 基于反距離加權(quán)算法點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值50-54
• 4.3.2 基于最近鄰點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值54
• 4.3.3 其它插值方法與克里金插值方法的效果比較54-58
• 4.4 影響克里金插值精度的因素58-64
• 4.4.1 理論變差函數(shù)因素對克里金插值結(jié)果的敏感性分析59-60
• 4.4.2 采樣點(diǎn)數(shù)目對克里金插值結(jié)果的敏感性分析60-62
• 4.4.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)空洞對克里金插值結(jié)果的敏感性分析62-64
• 4.5 不同點(diǎn)云數(shù)據(jù)克里金插值實(shí)驗(yàn)64-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1022208