三维激光扫描点云边界提取研究

在数字矿山建设过程中,三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征,而且作为模型求解曲面的定义域,对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面,讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快,提取结果准确,可适用于各种复杂型面的点云数据。     

地面激光扫描点云异常数据识别算法研究

基于地面激光扫描点云数据中存在异常的特点,应用了基于移动曲面的机载激光点云数据滤波方法,对该算法的原理进行了分析,在此基础上进行了改进,并编程实现了算法。最后应用实例对粗差识别和剔除进行了校验,证明了此算法的可行性和可靠性。     

矿山巷道三维激光扫描点云复合滤波算法研究

三维激光扫描技术具有高效率、高精度、低成本等优点,能够实现复杂矿井三维模型的快速构建。然而,该技术存在获取的点云数据体量庞大、噪声大等不足,给数据存储、传输、处理带来诸多不便。为解决上述问题,提出了巷道三维激光扫描点云复合滤波算法。依据算法侧重点和点云特征将数据滤波划分为精简与降噪两个过程,进而结合矿山半圆拱巷道特征提出了“剖面—轴向—随机”复合式数据精简滤波模型和复合式数据降噪滤波模型,并对复合算法的适用性、可靠性、合理性、准确性进行了对比分析。结果表明:相比单一算法,采用复合滤波算法精简与降噪后,在合理保留巷道原有的轮廓特征与细节的同时,数据简化率高达99.3%,最大程度滤除了椒盐噪声、高斯噪声等各类离群点,实现了确保模型质量前提下数据大规模精简与离群点高效处理的目标,为矿山全生命周期实时状态展示、动态评估、行为预测奠定了基础。     

基于点云均匀度的植被点剔除方法

针对植被点影响三维激光扫描仪获取开采沉陷盆地精度的问题,提出一种基于点云均匀度的树木点剔除方法。首先构建以点k-邻域的最大坐标差为边长的虚拟立方体,以及包围该点集的最小长方体,通过最小长方体与虚拟立方体的体积比来判别植被点。研究结果表明,该方法可较好的识别树木和低矮的杂草等植被点,可以提高开采沉陷盆地的精度。     

基于间接平差中l的粗差探测方法

间接平差误差方程式中观测值与近似值之差l包含观测值L的信息,如L中含有粗差必在l中反映出来.文中推导出l具有数学期望为小于三倍中误差的常数和方差等于观测的方差这两条重要特性,可以区分出含有粗差的l和不合粗差的l.因为不含粗差的l中的观测值都不含有粗差,那么其补集可能含有粗差,将其与含有粗差的集合求交集,只要有足够的多余...     

应用样条曲线拟合三维激光扫描盾构隧道点云切片

三维激光扫描技术采用散乱点云对隧道监测,难以对数据进行精确变形处理分析。通过圆曲线拟合隧道点云切片得到的隧道收敛半径,虽然模型简单但不能很好的描述隧道的局部特征,应用三次B样条曲线在特定局部邻域拟合点云切片较好的解决了圆曲线局部拟合不精确,样条曲线整体拟合干扰大局部特征不明显这些缺点。通过实验表明,采用该方法进行环形隧道收敛变形分析,更能真实的反应隧道的真实变形情况,该方法对隧道变形监测具有一定的实用价值。     

基于间接平差中/的粗差探测方法

间接平差误差方程式中观测值与近似值之差l包含观测值L的信息,如L中含有粗差必在l中反映出来。文中推导出l具有数学期望为小于三倍中误差的常数和方差等于观测的方差这两条重要特性,可以区分出含有粗差的l和不含粗差的l。因为不含粗差的l中的观测值都不含有粗差,那么其补集可能含有粗差,将其与含有粗差的集合求交集,只要有足够的多余观测即可探测出粗差。这种方法去探测粗差,充分利用了l中含有L的丰富信息在进行最小二乘平差计算之前,就能简便有效地探测粗差,避免了最小二乘对粗差的分摊。文中将通过算例来说明该方法的简便性与可靠性。     

点云密度对地面三维激光扫描精度及沉陷参数的影响

根据平面分辨率的理论公式,推导地面三维激光扫描仪不同距离处的立面及平面相邻点间隔（即点云分辨率）计算公式,并得到了平面某一距离处平面单位面积的点云数的计算公式;通过试验分析点云分辨率对点位精度及测距精度的影响;通过对某矿沉陷观测的点云数据按照不同的分辨率进行重采样并进行求参,得到不同分辨率下参数的变化情况,经对比分析,得到最佳的点云分辨率设置标准为300 mm/100 m。     

多个粗差剔除前后的平差值转换

本文从观测值中含有多个粗差的平差值入手，采用文献[1]中的F－T检验法剔除多个粗差，导出了剔除多个粗差后的平差值转换公式．与文献[2]中的转换公式比较可知，本文所提出的是一通用公式，而文献[2]中转换公式仅是文中的特冽。文中的其例说明，这一转换公式在理论上是严密的，实用起来方便、可行．     

基于阈值降噪的测量机器人监测基础数据粗差剔除方法研究

在露天矿及排土场的边坡监测中由于放炮震动等因素影响使得测量机器人监测基础数据中总是含有一定量的粗差。针对如何快速而准确的剔除监测数据中的粗差,文中提出利用小波阈值降噪的方法剔除数据中的粗差,该方法通过有用信号最小频率确定分解层数,根据确定的分解层数对含有粗差的监测基础数据进行软阈值消噪处理。该方法取得良好效果,为基于测量机器人监测基础数据的粗差剔除提供了一种有效的方法。     

三维激光扫描仪获取的数据处理与应用研究

三维激光扫描仪作为一种新型的非接触式海量高精度数据获取手段,在国内外已经得到了广泛的应用.如何处理和应用这些数据也成为目前研究的热点.文中从三维激光扫描仪在石化管网,精准林业测量,建筑物精细建模和逆向工程等方面详细阐述了徕卡HDS三维激光扫描仪数据在Cy-clone,AutoCAD,MicroStation等软件中的处理与应用的方法.     

基于调和分析的短期潮位粗差探测与修复方法研究

海图深度基准面是通过对潮位资料计算得到的,而潮位观测数据在观测过程中避免不了受到潮汐及外界因素影响,致使潮位资料含有误差.含有误差的潮位数据必然会影响海图深度基准面的精度,进一步对海洋无缝垂直基面的建立产生影响.该文采用基于调和分析的粗差探测与修复方法,并编制了相应的计算程序.采用13个分潮的潮位方法对潮位数据进行调和分析,根据潮汐调和常数的稳定性,建立基于潮汐调和分析的粗差探测与修复模型;比较并分析了基于频谱分析的粗差探测与修复模型和基于潮汐调和分析的潮位粗差探测与修复模型在海洋潮位数据粗差处理中的精度.研究表明,利用调和分析的粗差探测与修复方法,既可以有效的修复潮位序列中的粗差,又可以保留原始数据的真实性.     

导线测量中角度粗差点的两种定位方法——公式法及CAD法

给出了导线测量中角度粗差点的两种定位方法.公式法:计算角度粗差点近似坐标,迅速、准确地判断粗差点位置;CAD法:用CAD绘图进行粗差点定位.     

用三维激光扫描技术监测矿山开采沉陷

经典地表沉陷监测方法具有工作量大、监测点保护困难、监测时间长、监测成本高等缺点,难以适应实时化矿山开采沉陷监测的需要。为此,以某矿山为例,结合三维激光扫描技术,提出了一种矿山开采沉陷高精度监测方法。在分析三维激光扫描技术工作原理的基础上,首先对矿区生产概况、监测方案、地表移动监测站设置方案进行了分析;然后结合MATLAB软件,利用分离非地面点和地面点、去除孤立点、拼接点云数据等方法处理经三维激光扫描得到的沉陷数据,并基于矿区2014年10月、2016年10月两期三维激光扫描数据,利用Kriging算法分别建立了矿区地表下沉盆地数字高程模型(Digital elevation model,DEM),对矿区地表沉陷进行分析;最后选取了矿区若干有代表性的监测点的开采沉陷监测值与对应的水准测量结果进行了对比分析。研究表明:监测结果与实测值的误差达到毫米级,反应出利用三维激光扫描技术不仅可快速获取矿区开采沉陷监测数据,而且可对开采沉陷进行高精度监测,对于进一步研究矿区开采沉陷规律、提高矿区开采沉陷监测效率有一定的参考价值。     

VRS测量数据中粗差的检验与估计方法

针对VRS数据中存在粗差的问题,采用中位数判别法,推导了抗差加权最小二乘估计方法及其数学模型。利用实验分析了粗差对VRS正常观测值解算定位的影响,采用粗差探测与抗差估计相结合的方法来处理异常数据,结果表明,基于粗差探测和抗差加权最小二乘估计相结合的粗差处理方法可以有效地控制和抵御粗差的影响。     

三维激光扫描技术在矿山边坡变形监测中的应用

露天矿山存在大量自然或人为形成的边坡,这些边坡往往都存在着不同程度的滑坡灾害隐患。为了保障边坡的安全,需要对其进行安全监测。针对传统测量方法的不足,将三维激光扫描技术应用于边坡变形监测,研究了实施监测的技术理论和数据应用分析,实现了对矿山边坡的有效变形监测,获得理想的监测结果。     

抗差估计对粗差的定位定量探测

常规的粗差探测方法 ,不仅对粗差的定位效果不理想 ,而且对粗差大小的确定更显得无能为力。本文应用抗差估计理论 ,对一模拟水准网进行了粗差探测 ,结果表明 ,抗差估计不仅能准确地对粗差进行定位 ,而且也定量地反映了粗差的大小 ,并且实现了粗差探测和平差计算同步完成的目标。     

复杂山地地形三维地震勘探方法

在地震地质条件较好,地势平坦的地区,三维地震勘探作为一种先进的勘探技术取得了良好的地质效果和经济效益。在山区复杂地质条件下的三维地震勘探起步较晚,但近几年也取得了一定突破,并在部分地区进行了成功的运用。     

一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法

提出了一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法。通过建立三维激光扫描仪扫描步距与被测目标表面点之间的距离l、距离增量Δl与距离方差d之间的关系,从而动态调整三维激光扫描仪在被测目标表面实施扫描时的空间分辨率分布,实现被测目标表面等分辨率扫描。     

基于三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究

从三维激光扫描的基本原理和关键技术入手,通过借助三维激光扫描技术获取滑坡监测数据,采用深度图像分割、点云数据匹配、点云过滤等技术手段,对单站扫描数据相对定位、数据绝对定位及拼接,最后获取滑坡的DEM 模型,从而为三维滑坡监测预警得出有益的尝试。