本文關(guān)鍵詞：利用三維激光掃描技術(shù)的邊坡形變監(jiān)測方法研究

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【摘要】：當(dāng)前,我國正處于現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展階段,對于大型的工程建設(shè),如高速公路、鐵路、水電水利設(shè)施、礦山等,在它們的工程建設(shè)和運(yùn)營階段,會有很多的邊坡工程形成,一旦這些邊坡發(fā)生危險,將對人民生命和財產(chǎn)的安全造成巨大的威脅。三維激光掃描技術(shù)具有主動式、非接觸測量,空間分辨率高,測量速度快等特點,在邊坡的形變監(jiān)測中具有巨大的應(yīng)用前景,因此本文主要對利用三維激光掃描技術(shù)的邊坡形變監(jiān)測方法進(jìn)行研究。本文首先對邊坡監(jiān)測過程中的點云處理方法和流程進(jìn)行了介紹,包括點云的拼接、濾波、簡化、生成DEM等。由于在利用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行邊坡的形變監(jiān)測過程中,會受到誤差的影響,于是本文引入誤差改正的思想,并對誤差改正的方法進(jìn)行研究。針對系統(tǒng)誤差的改正,本文采用了利用ICP迭代的系統(tǒng)誤差改正方法和利用平面特征的改正方法,并對平面特征改正法進(jìn)行了改進(jìn):解算旋轉(zhuǎn)參數(shù)時,采用將所有平面一次代入的方式,在平移改正時,利用平面交點的平移改正方式,避免了平面不正交帶來的影響。針對在偶然誤差的削弱過程中,由于邊坡點云的不規(guī)則特點,不能對點云進(jìn)行整體的擬合的問題,本文利用高分辨率點云的鄰域信息對偶然誤差進(jìn)行削弱,采用了求取重心的方法和分塊擬合的方法。在誤差改正的過程中,由于需要進(jìn)行平面擬合和鄰域查找,本文采用了RANSAC的平面擬合方法和利用kd-tree的鄰近點查找。針對本文的方法,采用Riegl LMS-Z620掃描的隧道口山體點云進(jìn)行了模擬形變提取實驗,分別模擬了5cm、3cm和2cm形變,經(jīng)過系統(tǒng)誤差改正和偶然誤差削弱之后進(jìn)行形變提取,結(jié)果得到了明顯的改善,證明了該技術(shù)在邊坡監(jiān)測中的有效性。同時,又對鐵路邊坡進(jìn)行了真實的形變監(jiān)測實驗,對利用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行邊坡監(jiān)測進(jìn)行了實踐。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU196.1;P225.2

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本文編號：1280856