邊坡的失穩(wěn)及變化將直接引起滑坡、崩塌等災(zāi)害,因此對邊坡變化的監(jiān)測顯得尤為重要,而傳統(tǒng)的邊坡變化監(jiān)測方法主要是利用GPS、全站儀等測量設(shè)備實現(xiàn)單點的監(jiān)測,該監(jiān)測方法雖然精度較高,但監(jiān)測結(jié)果無法反應(yīng)整個邊坡的變化狀況,而邊坡變化屬于區(qū)域的變化,因此,基于此,本文將三維激光掃描技術(shù)(簡稱TLS)引入到邊坡變化監(jiān)測中。通過對三維激光掃描誤差進行系統(tǒng)分析,確定影響變形精度的主要誤差,并基于此建立能夠提取變形量的最小閾值。利用改進的ICP實現(xiàn)高精度的點云配準(zhǔn),并對配準(zhǔn)后的不同期點云數(shù)據(jù)進行變化量的提取,將變化量與閾值進行對比分析,確定提取的真實變形量,從而實現(xiàn)三維激光掃描的邊坡監(jiān)測。本文對三維激光掃描技術(shù)進行變形監(jiān)測的主要成果有:(1)對影響三維激光掃描的誤差進行了系統(tǒng)分析,包括測距誤差、測角誤差、配準(zhǔn)誤差及光斑引起的誤差,并由此構(gòu)建了點位誤差模型。(2)研究了針對點對點變形的可監(jiān)測的最小變形量閾值。該方法的核心首先是利用點位誤差模型構(gòu)建點位誤差橢球,確定最佳的橢球縮放系數(shù),并構(gòu)建相鄰點位誤差橢球模型,通過分析點云的行數(shù)和列數(shù),確定整個點云誤差橢球體積,根據(jù)誤差橢球不同方向的大小確定可監(jiān)測的最小變...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 三維激光掃描邊坡監(jiān)測主要存在的問題
    1.4 研究目的及意義
    1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線圖
    1.6 論文的創(chuàng)新點
第2章 三維激光掃描儀誤差源分析
    2.1 三維激光掃描儀的工作原理
    2.2 三維激光掃描誤差
        2.2.1 儀器內(nèi)部誤差
        2.2.2 儀器外部誤差
        2.2.3 外部環(huán)境誤差
    2.3 光斑誤差
    2.4 本章小結(jié)
第3章 改進的三維激光掃描點云配準(zhǔn)
    3.1 基于標(biāo)靶中心點的配準(zhǔn)
        3.1.1 均值方法
        3.1.2 基于反射率加權(quán)的標(biāo)靶中心確定
        3.1.3 基于模糊C-均值聚類的標(biāo)靶中心確定
        3.1.4 平面標(biāo)靶中心提取驗證
    3.2 球型標(biāo)靶中心提取
        3.2.1 球型標(biāo)靶中心提取驗證
    3.3 改進的ICP點云配準(zhǔn)模型
        3.3.1 四參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型
        3.3.2 改進的ICP算法
    3.4 固定同名區(qū)域的確定
    3.5 實例分析
        3.5.1 實驗數(shù)據(jù)
        3.5.2 配準(zhǔn)結(jié)果對比分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于點云誤差模型的變形估計的可靠性評價
    4.1 激光點云誤差協(xié)方差矩陣
        4.1.1 測距及測角引起的誤差
        4.1.2 光斑引起的誤差
        4.1.3 配準(zhǔn)對誤差的影響
    4.2 激光點位誤差橢球模型
    4.3 激光點云誤差橢球模型
    4.4 變形可監(jiān)測評價指標(biāo)
    4.5 實例分析
        4.5.1 數(shù)值計算
        4.5.2 驗證分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 三維激光掃描對滑坡監(jiān)測
    5.1 三維激光掃描對模擬滑坡監(jiān)測
    5.2 三維激光掃描對滑坡監(jiān)測
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3964565