本文關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)在危巖體變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：危巖體的崩塌具有隱蔽性和突發(fā)性,一旦發(fā)生往往會(huì)造成重大人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。對(duì)危巖體的變形監(jiān)測(cè),可以有效地掌握其形變動(dòng)態(tài),進(jìn)而采取措施提前預(yù)防和減少其造成的危害。但危巖體一般發(fā)生在高陡的巖壁上,傳統(tǒng)測(cè)量方法很難對(duì)其進(jìn)行高效地監(jiān)測(cè)。三維激光掃描技術(shù)作為領(lǐng)會(huì)領(lǐng)域內(nèi)的一種新型測(cè)繪技術(shù),憑借其高效性、直觀性及非接觸式測(cè)量等特點(diǎn),在危巖體變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域逐漸得到重視。本文以重慶市武隆縣雞冠嶺危巖體為例,研究了三維激光掃描技術(shù)在危巖體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文主要工作與成果如下:(1)研究了三維激光掃描技術(shù)和危巖體變形監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀,并闡述了三維激光掃描技術(shù)的基本原理、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。(2)本文在介紹迭代最近點(diǎn)匹配技術(shù)算法與過程的基礎(chǔ)上,以基于等曲率點(diǎn)匹配為預(yù)配準(zhǔn)算法,配合迭代最近點(diǎn)匹配的配準(zhǔn)方法,并詳細(xì)論述了該配準(zhǔn)技術(shù)的原理特點(diǎn)與匹配流程。(3)在詳細(xì)介紹基于MLS的曲面擬合法的基礎(chǔ)上,利用MATLAB編程軟件實(shí)現(xiàn)多期點(diǎn)云數(shù)據(jù)間的曲面擬合。(4)本文在詳述推進(jìn)波前構(gòu)網(wǎng)法表面重建方法及區(qū)域生長(zhǎng)法實(shí)現(xiàn)危巖體結(jié)構(gòu)面的識(shí)別的基礎(chǔ)上,利用模擬測(cè)線法和模擬矩形窗口法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面間距和跡長(zhǎng)的半自動(dòng)提取。(5)本文以重慶市武隆縣雞冠嶺危巖體為例,對(duì)其進(jìn)行多期數(shù)據(jù)掃描。首先對(duì)掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)去噪,然后將后兩期數(shù)據(jù)與第一期數(shù)據(jù)分別進(jìn)行ICP配準(zhǔn)和經(jīng)過預(yù)配準(zhǔn)的ICP配準(zhǔn),并利用Geomagic軟件進(jìn)行形變量的對(duì)比分析。運(yùn)用MATLAB編程軟件將配準(zhǔn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合,并將擬合后的結(jié)果與Geomagic軟件處理的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。利用Visual Studio C++軟件,通過編程實(shí)現(xiàn)部分區(qū)域結(jié)構(gòu)面的識(shí)別與結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)的半自動(dòng)提取。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描 危巖體變形監(jiān)測(cè) 點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配 曲面擬合 區(qū)域生長(zhǎng)法 結(jié)構(gòu)面識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P227;P642.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 三維激光掃描技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 變形監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容13-15
• 第二章 三維激光掃描技術(shù)15-28
• 2.1 三維激光掃描技術(shù)15-22
• 2.1.1 三維激光掃描系統(tǒng)的原理15-18
• 2.1.2 三維激光掃描系統(tǒng)的分類18-22
• 2.2 三維激光掃描系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域22-25
• 2.2.1 三維激光掃描系統(tǒng)的特點(diǎn)22
• 2.2.2 三維激光掃描系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域22-25
• 2.3 三維激光Leica scanstation2三維激光掃描器簡(jiǎn)介25-28
• 2.3.1 掃描系統(tǒng)的硬件組成25-27
• 2.3.2 配套的處理軟件Cyclone27-28
• 第三章 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)及曲面擬合28-46
• 3.1 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)28-36
• 3.1.1 基于特征配準(zhǔn)的優(yōu)化算法29-31
• 3.1.1.1 最小二乘擬合29-30
• 3.1.1.2 基于曲率特征的匹配算法30-31
• 3.1.2 迭代最近點(diǎn)匹配技術(shù)31-36
• 3.1.2.1 ICP算法31-33
• 3.1.2.2 奇異值分解（SVD）算法33
• 3.1.2.3 四元數(shù)（Quatemion）算法33-34
• 3.1.2.4 加速ICP算法34-36
• 3.2 基于MLS的危巖體表面曲面擬合36-46
• 3.2.1 移動(dòng)最小二乘法36-38
• 3.2.2 緊支撐權(quán)函數(shù)38-41
• 3.2.3 基函數(shù)的正交化41-43
• 3.2.4 基于MLS的曲面擬合43-46
• 第四章 結(jié)構(gòu)面識(shí)別及幾何參數(shù)的提取46-56
• 4.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)三角形網(wǎng)格化表面重建方法46-50
• 4.1.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法46-47
• 4.1.2 推進(jìn)波前構(gòu)網(wǎng)法表面重建方法47-50
• 4.2 基于區(qū)域生長(zhǎng)法的結(jié)構(gòu)面識(shí)別50-52
• 4.2.1 區(qū)域生長(zhǎng)法識(shí)別似平面區(qū)域50-52
• 4.2.2 區(qū)域清理與合并52
• 4.3 結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)的半自動(dòng)提取52-56
• 4.3.1 危巖體結(jié)構(gòu)面間距的半自動(dòng)提取53-54
• 4.3.2 危巖體結(jié)構(gòu)面跡長(zhǎng)的半自動(dòng)提取54-56
• 第五章 工程實(shí)例56-68
• 5.1 工程概況56-57
• 5.2 數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理57-58
• 5.3 危巖體形變量的計(jì)算58-64
• 5.3.1 形變量的計(jì)算58-62
• 5.3.2 結(jié)果分析62-64
• 5.4 危巖體結(jié)構(gòu)面識(shí)別與幾何參數(shù)半自動(dòng)提取64-68
• 5.4.1 危巖體表面重建64-65
• 5.4.2 結(jié)構(gòu)面的識(shí)別65-66
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)面間距與跡長(zhǎng)的半自動(dòng)提取66-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 總結(jié)68-69
• 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姜德濤;呂乃光;譚啟蒙;;大型工件位姿估計(jì)中的稀疏點(diǎn)云配準(zhǔn)方法[J];北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

2 張東;黃騰;陳建華;李桂華;;基于羅德里格矩陣的三維激光掃描點(diǎn)云配準(zhǔn)算法[J];測(cè)繪科學(xué);2012年01期

3 葛曉天;盧小平;王玉鵬;盧遙;李團(tuán)好;;多測(cè)站激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)方法[J];測(cè)繪通報(bào);2010年11期

4 王婷婷;靳奉祥;單瑞;;基于三維激光掃描技術(shù)的曲面變形監(jiān)測(cè)[J];測(cè)繪通報(bào);2011年03期

5 徐源強(qiáng);高井祥;張麗;王堅(jiān);鄭南山;;地面三維激光掃描的點(diǎn)云配準(zhǔn)誤差研究[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2011年02期

6 邢正全;鄧喀中;;三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于邊坡位移監(jiān)測(cè)[J];地理空間信息;2011年01期

7 李建輝;王琴;;三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于滑坡體地形可視化的研究[J];測(cè)繪通報(bào);2012年10期

8 蔡來良;李儒;;點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法與實(shí)現(xiàn)初步研究[J];測(cè)繪通報(bào);2012年S1期

9 江恒彪;;基于實(shí)體化的地面點(diǎn)云建模技術(shù)[J];測(cè)繪工程;2014年07期

10 曹奇;岳東杰;楊暢;;三維激光掃描技術(shù)曲面擬合方法研究[J];測(cè)繪與空間地理信息;2014年08期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張宏偉;賴百煉;;三維激光掃描技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用前景[A];第四屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 靳潔;基于小波分析的地面三維激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

2 荊洪迪;基于三維激光掃描的巖體節(jié)理信息提取研究[D];東北大學(xué);2013年

3 吳瓊;三維點(diǎn)云模型數(shù)據(jù)的濾波算法與配準(zhǔn)算法研究[D];燕山大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)在危巖體變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：488352