本文關(guān)鍵詞：基于地面三維激光掃描數(shù)據(jù)的地表曲面重建研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：虛擬地理環(huán)境建立涉及到多種技術(shù),其中地理信息采集技術(shù)的新發(fā)展,對(duì)構(gòu)建虛擬地理環(huán)境提供了良好的數(shù)據(jù)支持平臺(tái)。在當(dāng)下的數(shù)據(jù)采集技術(shù)中,三維激光掃描技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)為真實(shí)世界的數(shù)字化提供了一種以往任何一種技術(shù)都無(wú)法比擬的手段。為了重建地表的三維模型,首先要做的是對(duì)地表進(jìn)行全方位的掃描。由于受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、觀測(cè)儀器以及地表本身形狀的影響,通過(guò)一次掃描不可能獲取到所有的地表點(diǎn)云數(shù)據(jù),因此,使用三維激光掃描儀首先從不同角度獲取地表的點(diǎn)云數(shù)據(jù),然后將不同角度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接,轉(zhuǎn)化到同一坐標(biāo)系統(tǒng)下;在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中,算法的好壞決定了轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)精度,作者提出了基于多個(gè)公共控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,取得了很好的轉(zhuǎn)換效果;最后進(jìn)行地表曲面重建,在重建的過(guò)程中,由于獲取的是海量點(diǎn)云,為提高數(shù)據(jù)處理的效率,提出了使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行曲面重建,取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。論文的主要工作和成果如下:(1)點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用兩種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果對(duì)比分析,使用基于多個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度明顯比較高,也為保證后面的地表曲面重建的精度,提供了數(shù)據(jù)上的保證。(2)點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮針對(duì)傳統(tǒng)的八叉樹(shù)分割點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮方法和加權(quán)分層的點(diǎn)云壓縮方法進(jìn)行對(duì)比,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用加權(quán)分層的點(diǎn)云壓縮方法更好的保留了地表細(xì)節(jié)信息,更適合地表曲面重建。(3)B樣條最小二乘地表曲面重建分析在MATLAB中實(shí)現(xiàn)了B樣條最小二乘逼近算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種方法的擬合精度還是非常高的,但是我們獲取的是海量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),而這種方法需要對(duì)每一點(diǎn)進(jìn)行最小二乘計(jì)算,運(yùn)算量大,運(yùn)算時(shí)間久。如使用較少的點(diǎn)數(shù)不僅使得擬合的曲面連續(xù)性差,而且丟失了大量地表細(xì)節(jié)信息,違背了使用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行曲面重建的初衷。(4)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法地表曲面重建方法在MATLAB中實(shí)現(xiàn)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的曲面重建,取得了很好的效果,點(diǎn)云數(shù)據(jù)量越大,其精度越高,計(jì)算量幾乎沒(méi)有影響,為此編寫(xiě)的程序還可以對(duì)同一地表的兩期數(shù)據(jù)模型進(jìn)行疊加對(duì)比,以獲取地表上任意一點(diǎn)的變化值。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描技術(shù) 點(diǎn)云數(shù)據(jù) 曲面重建 B樣條最小逼近 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P225.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 研究背景和意義10-11
• 1.2.1 研究背景及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 三維激光掃描技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)曲面重建的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4.2 文章的結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第二章 地面三維激光掃描技術(shù)15-26
• 2.1 地面三維激光掃描系統(tǒng)15-17
• 2.1.1 三維激光掃描測(cè)距原理15-16
• 2.1.2 坐標(biāo)系統(tǒng)16-17
• 2.2 地面掃描儀分類17-19
• 2.3 地面掃描技術(shù)特點(diǎn)19-20
• 2.4 地面掃描系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域20-22
• 2.5 Leica Scanstation C10 掃描儀和Leica Cyclone簡(jiǎn)介22-26
• 2.5.1 Leica Scanstation C10 掃描儀簡(jiǎn)介22-25
• 2.5.2 Leica Cyclone軟件簡(jiǎn)介25-26
• 第三章 點(diǎn)云采集與預(yù)處理26-42
• 3.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集26-27
• 3.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理27-31
• 3.2.1 點(diǎn)云拼接與配準(zhǔn)27-29
• 3.2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪與濾波29-30
• 3.2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)30
• 3.2.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割30-31
• 3.3 點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換31-36
• 3.3.1 空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換算法32
• 3.3.2 基于多個(gè)公共控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換32-34
• 3.3.3 點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)34-36
• 3.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮36-42
• 3.4.1 基于八叉樹(shù)分割的點(diǎn)云壓縮算法36-39
• 3.4.2 基于加權(quán)分層的點(diǎn)云壓縮算法39-40
• 3.4.3 兩種壓縮算法的對(duì)比分析40-42
• 第四章 B樣條曲面重建42-54
• 4.1 B樣條曲面插值算法42-45
• 4.1.1 B樣條曲面的參數(shù)化42-44
• 4.1.2 B樣條曲面反算過(guò)程44-45
• 4.2 B樣條二乘逼近算法45-47
• 4.3 MATLAB中B樣條最小二乘逼近的實(shí)現(xiàn)47-50
• 4.4 采用B樣條最小二乘逼近算法進(jìn)行曲面重建50-54
• 第五章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法曲面重建54-70
• 5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)54-56
• 5.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念54
• 5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)54-55
• 5.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)55-56
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法及模型56-59
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型56-58
• 5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法58-59
• 5.3 基于MATLAB實(shí)現(xiàn)地形曲面重建的流程59-62
• 5.4 地形曲面重建的實(shí)現(xiàn)62-69
• 5.5 兩種算法模型對(duì)比69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 吳靜;靳奉祥;王健;;基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的建筑物三維建模[J];測(cè)繪工程;2007年05期

2 李世平;武文波;于歡;;數(shù)字高程模型的建立與分析應(yīng)用[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年S1期

3 朱東波,張舜德,李滌塵,盧秉恒;密集散亂測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的B樣條曲面擬合研究[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2001年12期

4 高秀娟;楊偉華;;三維激光掃描測(cè)量技術(shù)及在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2010年35期

5 閆利;崔晨風(fēng);張毅;;三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于高精度斷面線生成的研究[J];遙感信息;2007年04期

6 孫樹(shù)芳;方源敏;;三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)處理及誤差分析[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2008年30期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 黎明;三維激光測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于地面三維激光掃描數(shù)據(jù)的地表曲面重建研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：336483