本文關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于地面建模的精度分析

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【摘要】：傳統(tǒng)的測繪信息表達(dá)方式以二維模型為主,而立體模型不僅直觀、可視效果好,而且能完整精確地表達(dá)模型的三維信息,但對于測繪信息采集和處理技術(shù)提出了更高的要求。三維激光掃描正是三維信息采集的最新技術(shù)手段,該技術(shù)自本世紀(jì)初引入到測繪生產(chǎn)領(lǐng)域以來,得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對采用三維激光掃描技術(shù)對地面數(shù)字建模過程中掃描點云的精度問題進(jìn)行專門研究,其主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)針對目前測繪領(lǐng)域采用較多的脈沖式測距原理的Leica Scanstation C10型掃描儀及其配套Cyclone軟件在工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。從三維激光掃描技術(shù)的原理入手,對Cyclone軟件的數(shù)據(jù)處理流程、掃描數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)預(yù)處理等內(nèi)容進(jìn)行專門的分析。(2)在三維激光掃描測量過程中,掃描坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到工程實際坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換誤差是影響成果精度和可靠性的重要環(huán)節(jié)。由于控制點本身和測量誤差的存在,基于控制點標(biāo)靶數(shù)據(jù)配準(zhǔn)所獲取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù),往往因選擇的標(biāo)靶控制點不同而變化,導(dǎo)致轉(zhuǎn)換后的工程坐標(biāo)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差,本文稱之為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差。依據(jù)測區(qū)各已知點的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差,建立相應(yīng)的改正模型對測量結(jié)果施加殘差改正,從而減小了轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差帶來的影響。實驗表明,所提出的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法簡便可行且便于編程實現(xiàn),提高了點云的測量精度。(3)對三維激光掃描數(shù)據(jù)的高程精度進(jìn)行實驗研究。將采集的掃描數(shù)據(jù)過濾后,導(dǎo)入常用測繪軟件,采用格網(wǎng)法進(jìn)行內(nèi)插,比較不同位置的高程精度隨掃描距離變化的關(guān)系,從掃描點云的密度和高程精度兩方面考慮,得出了標(biāo)靶配準(zhǔn)的最佳位置范圍。綜上,本文對于三維掃描儀用于地面數(shù)字建模的實驗結(jié)果及所提出的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差改正模型,對于提高三維掃描點云數(shù)據(jù)的精度及促進(jìn)其工程實際應(yīng)用具有參考價值。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描 點云數(shù)據(jù) 殘差改正 標(biāo)靶配準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P225.2
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 研究背景和意義7-8
• 1.1.1 研究的背景7-8
• 1.1.2 研究的意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線11-13
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容11
• 1.3.2 技術(shù)路線11-12
• 1.3.3 論文結(jié)構(gòu)安排12-13
• 2 三維激光掃描技術(shù)及相關(guān)軟件13-24
• 2.1 三維激光掃描系統(tǒng)13-17
• 2.1.1 三維激光掃描儀的原理13
• 2.1.2 三維激光掃描儀的分類13-15
• 2.1.3 三維激光掃描點云的處理流程15-17
• 2.1.4 三維激光掃描系統(tǒng)的特點17
• 2.2 三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相關(guān)軟件簡介17-24
• 2.2.1 三維激光掃描的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2.2 Leica Scanstation C10三維激光掃描系統(tǒng)19-24
• 3 試驗方案設(shè)計及數(shù)據(jù)預(yù)處理24-36
• 3.1 實驗方案設(shè)計24-27
• 3.1.1 試驗數(shù)據(jù)采集24-25
• 3.1.2 殘差改正外業(yè)方案設(shè)計25-27
• 3.1.3 高程精度外業(yè)方案設(shè)計27
• 3.2 點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理27-36
• 3.2.1 噪聲去除28-30
• 3.2.2 點云數(shù)據(jù)濾波30-31
• 3.2.3 點云數(shù)據(jù)的拼接31-34
• 3.2.4 平滑、抽稀壓縮34-36
• 4 三維地面模型的建立及誤差分析36-53
• 4.1 三維激光掃描的平面四參數(shù)殘差改正模型36-44
• 4.1.1 平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程36-37
• 4.1.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算模型37-38
• 4.1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差的計算與改正模型38
• 4.1.4 程序設(shè)計38-41
• 4.1.5 實例應(yīng)用41-44
• 4.2 三維掃描數(shù)據(jù)的高程誤差分析44-53
• 4.2.1 DEM的概述45
• 4.2.2 DEM數(shù)據(jù)的獲取45-46
• 4.2.3 DEM的表示方法46-47
• 4.2.4 格網(wǎng)DEM的建立方法47-49
• 4.2.5 實例分析49-53
• 5 總結(jié)與展望53-54
• 5.1 總結(jié)53
• 5.2 不足與展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1084980