發(fā)布時間：2017-04-30 08:48

  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,對構(gòu)建虛擬地理環(huán)境提供了良好的數(shù)據(jù)支持平臺。在當下的數(shù)據(jù)采集技術(shù)中,三維激光掃描技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢為真實世界的數(shù)字化提供了一種以往任何一種技術(shù)都無法比擬的手段。為了重建地表的三維模型,首先要做的是對地表進行全方位的掃描。由于受到現(xiàn)場環(huán)境、觀測儀器以及地表本身形狀的影響,通過一次掃描不可能獲取到所有的地表點云數(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云數(shù)據(jù),然后將不同角度的點云數(shù)據(jù)進行拼接,轉(zhuǎn)化到同一坐標系統(tǒng)下;在坐標轉(zhuǎn)換過程中,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公共控制點的坐標轉(zhuǎn)換方法,取得了很好的轉(zhuǎn)換效果;最后進行地表曲面重建,在重建的過程中,由于獲取的是海量點云,為提高數(shù)據(jù)處理的效率,提出了使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡的方法進行曲面重建,取得了較好的實驗效果。論文的主要工作和成果如下:(1)點云坐標轉(zhuǎn)換采用兩種坐標轉(zhuǎn)換算法進行點云數(shù)據(jù)的坐標轉(zhuǎn)換,通過實驗得出的結(jié)果對比分析,使用基于多個控制點的坐標轉(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)點云數(shù)據(jù)壓縮針對傳統(tǒng)的八叉樹分割點云數(shù)據(jù)壓縮方法和加權(quán)分層的點云壓縮方法進行對比,獲得實驗結(jié)果表明,采用加權(quán)分層的點云壓縮方法更好的保留了地表細節(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中實現(xiàn)了B樣條最小二乘逼近算法,實驗結(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云數(shù)據(jù),而這種方法需要對每一點進行最小二乘計算,運算量大,運算時間久。如使用較少的點數(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節(jié)信息,違背了使用三維激光掃描技術(shù)進行曲面重建的初衷。(4)BP神經(jīng)網(wǎng)絡法地表曲面重建方法在MATLAB中實現(xiàn)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法的曲面重建,取得了很好的效果,點云數(shù)據(jù)量越大,其精度越高,計算量幾乎沒有影響,為此編寫的程序還可以對同一地表的兩期數(shù)據(jù)模型進行疊加對比,以獲取地表上任意一點的變化值。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描技術(shù) 點云數(shù)據(jù) 曲面重建 B樣條最小逼近 BP神經(jīng)網(wǎng)絡
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 點云數(shù)據(jù)曲面重建的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 1.4.1 研究內(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 三維激光掃描測距原理15-16
• 2.1.2 坐標系統(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19-20
• 2.4 地面掃描系統(tǒng)的應用領(lǐng)域20-22
• 2.5 Leica Scanstation C10 掃描儀和Leica Cyclone簡介22-26
• 2.5.1 Leica Scanstation C10 掃描儀簡介22-25
• 2.5.2 Leica Cyclone軟件簡介25-26
• 第三章 點云采集與預處理26-42
• 3.1 點云數(shù)據(jù)采集26-27
• 3.2 點云數(shù)據(jù)預處理27-31
• 3.2.1 點云拼接與配準27-29
• 3.2.2 點云數(shù)據(jù)去噪與濾波29-30
• 3.2.3 點云數(shù)據(jù)精簡30
• 3.2.4 點云數(shù)據(jù)分割30-31
• 3.3 點云坐標轉(zhuǎn)換31-36
• 3.3.1 空間坐標系轉(zhuǎn)換算法32
• 3.3.2 基于多個公共控制點的坐標轉(zhuǎn)換32-34
• 3.3.3 點云坐標轉(zhuǎn)換實驗34-36
• 3.4 點云數(shù)據(jù)的壓縮36-42
• 3.4.1 基于八叉樹分割的點云壓縮算法36-39
• 3.4.2 基于加權(quán)分層的點云壓縮算法39-40
• 3.4.3 兩種壓縮算法的對比分析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現(xiàn)47-50
• 4.4 采用B樣條最小二乘逼近算法進行曲面重建50-54
• 第五章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡法曲面重建54-70
• 5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡54-56
• 5.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的概念54
• 5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)54-55
• 5.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的特點55-56
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡的算法及模型56-59
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型56-58
• 5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法58-59
• 5.3 基于MATLAB實現(xiàn)地形曲面重建的流程59-62
• 5.4 地形曲面重建的實現(xiàn)62-69
• 5.5 兩種算法模型對比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72-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間的研究成果76-77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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用[J];遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版);2008年S1期

3 朱東波,張舜德,李滌塵,盧秉恒;密集散亂測量數(shù)據(jù)點的B樣條曲面擬合研究[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2001年12期

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

5 閆利;崔晨風;張毅;;三維激光掃描技術(shù)應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)新導報;2008年30期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黎明;三維激光測量技術(shù)及應用研究[D];浙江大學;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：336483