對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空洞修復(fù)處理是三維激光掃描（Terrestrial Laser Scanning,TLS）技術(shù)應(yīng)用中所面臨的技術(shù)難點(diǎn)與研究熱點(diǎn)問題。目前主流的點(diǎn)云空洞修復(fù)算法大多是通過分析點(diǎn)云空洞邊界周邊點(diǎn)云的幾何特征而對(duì)空洞進(jìn)行插值填充,該類方法適用于表面幾何形狀較為規(guī)則的點(diǎn)云空洞的修復(fù),屬于典型的“數(shù)學(xué)思維”方法。在實(shí)際三維掃描應(yīng)用中,對(duì)于表面復(fù)雜而不規(guī)則的山區(qū)地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)而言,這類修復(fù)方法效果并不理想。針對(duì)這一問題,顧及到山谷線和山脊線等此類地形線要素對(duì)于地形幾何特征具有控制性和框架性的作用。為此,本研究根據(jù)“利用地理思維處理地理空間問題”的拓展思路,提出了一種將掃描對(duì)象的地形線要素特征集成參與到地面點(diǎn)云空洞修復(fù)處理的技術(shù)方法。該方法的主要技術(shù)要點(diǎn)為:首先,基于地面點(diǎn)云數(shù)據(jù),通過GIS坡向分析和重分類的方法提取出山谷和山脊地形幾何框架控制特征線,并進(jìn)一步將其分別轉(zhuǎn)為山谷特征點(diǎn)和山脊特征點(diǎn);然后,基于所提取的山谷特征點(diǎn)和山脊特征點(diǎn),采用Lagrange插值法對(duì)空洞位置缺失的山谷特征點(diǎn)和山脊特征點(diǎn)進(jìn)行插值修復(fù);最后,將缺失山谷特征點(diǎn)和山脊特征點(diǎn)修復(fù)成果編輯插入點(diǎn)云文件,利用主流的點(diǎn)云空... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本文技術(shù)路線圖

第二章顧及地形特征線的山區(qū)點(diǎn)云空洞修復(fù)技術(shù)框架構(gòu)建13圖2.1PCL點(diǎn)云庫架構(gòu)圖Fig.2.1ArchitectureofPCL（2）OpenGLOpenGL（OpenGraphicsLibrary）是一個(gè)定義了跨編程語言、跨平臺(tái)的編程接口規(guī)格的專業(yè)的圖形程序接口，也是一個(gè)功能強(qiáng)大、調(diào)用方便的底層圖形庫，包含了多種針對(duì)2D/3D圖形圖像以及視覺效果的算法庫。OpenGL最早源于美國SGI公司為其圖形工作站開發(fā)的IRISGL，于1992年發(fā)布了OpenGL1.0版本，后與微軟公司合作開發(fā)了WindowsNT版本的OpenGL，即目前常規(guī)OpenGL軟件的開端[49]。目前已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、內(nèi)容創(chuàng)作、游戲開發(fā)、能源、制藥業(yè)、制造業(yè)及虛擬現(xiàn)實(shí)等行業(yè)領(lǐng)域中。此外，程序員還可以借助OpenGL在PC、工作站、超級(jí)計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備上進(jìn)行高性能、極具沖擊力的高視覺表現(xiàn)力圖形處理軟件的開發(fā)。同時(shí)，OpenGL平臺(tái)也具有較強(qiáng)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理能力，我們可以通過調(diào)用OpenGL的算法模塊構(gòu)建處理流程對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。例如，我們可以利用OpenGL平臺(tái)在視覺效果處理方面的優(yōu)勢，依據(jù)地面掃描數(shù)據(jù)的地形特征、點(diǎn)云回光強(qiáng)度等信息對(duì)地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染和分割處理。2.2.3其他相關(guān)平臺(tái)的點(diǎn)云處理功能和模塊（1）ArcGIS點(diǎn)云處理功能ArcGIS是美國Esri公司研發(fā)的構(gòu)建于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之上的無縫擴(kuò)展的GIS產(chǎn)品家族。它整合了數(shù)據(jù)庫、人工智能、軟件工程、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等主流的信息技術(shù)，宗旨在于為用戶提供一套完整的、開放的企業(yè)級(jí)GIS解決方案[50]。就面向的對(duì)象而言，ArcGIS并不是專業(yè)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，但是ArcGIS的優(yōu)勢在于其具有強(qiáng)大的空間分析能力，地面TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為地理空間信息數(shù)據(jù)的一

第二章顧及地形特征線的山區(qū)點(diǎn)云空洞修復(fù)技術(shù)框架構(gòu)建15利用一個(gè)較大數(shù)值減去DEM，構(gòu)建一個(gè)與原DEM相反的反地形數(shù)據(jù)。在反地形數(shù)據(jù)中原來的山脊變成了山谷，原來的山谷變成了山脊。然后再利用山脊線的提取方法提取出山谷線�；贕IS提取山脊線和山谷線的具體流程如圖2.2所示：圖2.2水文分析提取山谷和山脊線Fig.2.2ExtractionofValleyandRidgeLinebyHydrologicalAnalysis2.3.2利用GIS坡向分析提取山谷和山脊線利用GIS坡向分析的方法提取山谷線和山脊線，該方法的基本思路主要是通過GIS坡向分析和對(duì)坡向分析結(jié)果的重分類實(shí)驗(yàn)提取出山脊線和山谷線。（1）GIS坡向分析的基本原理為地形可視化和特征分析的基本要素，坡向在景觀、流域和地貌測量等方面的研究中非常重要[52]。而當(dāng)坡向與其他要素變量一起使用時(shí)，可以有助于土壤侵蝕、森林蓄積量估算、野生生物棲息地適宜性和選址分析以及其他領(lǐng)域問題的解決[53]。因此，坡向分析也是GIS空間分析的一個(gè)重要組成部分。①坡向度量與基本方向坡向是斜坡方向的量度，量綱是度（°）[54]，一般以正北方向?yàn)?°，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，回到正北方向以360°結(jié)束，如圖2.3（a）所示。由于坡向采用的是圓的度量，坡向20°比60°更靠近360°，因此，在利用坡向做數(shù)據(jù)分析之前，需要對(duì)坡向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通常是將坡向分為北（N）、東（E）、南（S）、西（W）4個(gè)基本方向，或者分為北（N）、東北（NE）、東（E）、東南（SE）、南（S）、西南（SW）、西（W）、西北（NW）8個(gè)基本方向，如圖2.3（b,c）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]基于PMVS的三維重建點(diǎn)云模型修復(fù)算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 邱曉樸.云南師范大學(xué) 2017
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[4]三維激光掃描技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D]. 楊林.天津大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3054831