地面LIDAR在边坡空间分析中的应用研究

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 三维激光扫描技术研究现状

1．2．2 三维激光扫描技术应用现状

1．3 本文研究内容

1．4 本章小结

第二章 地面三维激光扫描技术

2．1 地面三维激光扫描仪工作原理

2．1．1 地面三维激光扫描仪构造

2．1．2 地面三维激光扫描仪测量原理

2．2 三维激光扫描仪分类

2．2．1 三维激光扫描系统分类

2．2．2 地面三维激光扫描仪分类

2．3 三维激光扫描仪的特点

2．4 三维激光扫描系统的误差分析

2．4．1 三维激光扫描系统的仪器误差

2．4．2 扫描目标反射面物理特性有关的误差分析

2．4．3 外界环境条件的影响

2．5 本章小结

第三章 点云数据预处理

3．1 点云数据特点

3．2 点云数据配准

3．2．1 基于标靶控制点配准

3．2．2 基于最近点迭代(ICP)的配准算法

3．3 改进的正态分布变换(NDT)的配准方法

3．3．1 随机采样一致算法

3．3．2 采样一致性初始配准算法

3．3．3 正态分布变换(NDT)算法

3．4 点云数据滤波

3．4．1 点云滤波方法综述

3．4．2 基于统计分析法去除噪声点

3．5 点云数据缩减

3．5．1 典型点云缩减简方法综述

3．5．2 基于体素化栅格的点云数据缩减方法

3．5．3 点云缩减评价标准

3．6 本章小结

第四章 基于LIDAR点云数据的曲面重建

4．1 常用的曲面重建算法

4．2 散乱点云空间优化存储

4．2．1 K-D树存储结构

4．2．2 Octree存储结构

4．3 点云法向一致性

4．3．1 点云法向估算

4．3．2 点云法向矫正

4．4 Delaunay三角化

4．5 迭代的移动最小二乘隐式曲面函数重建的方法

4．5．1 定义隐式曲面函数

4．5．2 迭代的移动最小二乘隐式曲面函数

4．5．3 等值面提取

4．6 曲面重建模型评价

4．6．1 基于Hausdorff距离的曲面重建评价

4．6．2 色谱分析法进行统计曲面重建偏差

4．7 本章小结

第五章 地面LIDAR技术在边坡空间分析中的应用

5．1 测区概况

5．2 扫描仪器设备及软件

5．2．1 RIEGL VZ-400激光扫描仪

5．2．2 点云数据处理软件

5．3 边坡点云数据采集

5．3．1 踏勘

5．3．2 扫描站布设要求

5．3．3 扫描注意事项

5．3．4 扫描实施

5．4 边坡点云数据预处理

5．4．1 数据导出

5．4．2 点云去噪

5．4．3 点云数据配准

5．5 边坡岩体解译

5．5．1 结构面识别基本方法

5．5．2 结构面产状

5．5．3 岩体精细剖面生成

5．5．4 结构面统计

5．5．5 结构面间距量测

5．6 边坡点云数据模拟

5．7 边坡变形分析

5．7．1 Geomagic提取变形量

5．7．2 基于点云变形分析的偏差处理新方法

5．7．3 基于点云数据差分比较法

5．7．4 基于曲面模型的变形分析

5．7．5 点云与曲面模型叠加进行变形分析

5．8 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢