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基于三维激光扫描数据隧道变形信息提取
| 论文题名： | 基于三维激光扫描数据隧道变形信息提取 |
| 关键词： | 隧道工程;变形监测;三维激光扫描;点云数据 |
| 摘要： | 近年来随着国家快速发展，隧道地铁等设施也逐渐增加。铁路、公路、地铁运行时间长、客流量大，如果隧道地铁的安全问题得不到足够的重视，人们的生命财产安全将受到巨大的威胁。因此，隧道地铁的安全监测研究非常有必要。相对于传统的隧道变形监测方法监测周期长、耗费的人力物力比较多、采集的数据量小，三维激光扫描技术可以快速、自动化、高密度、高精度扫描隧道表面，得到海量的隧道点云数据。 本文在点云数据的处理分析和隧道变形分析中主要做了以下几方面的工作: 1、在将不同期次的点云数据坐标系归化过程中，采用最小二乘法求坐标转换参数时，只顾虑到单个坐标系下控制点坐标存在误差。整体最小二乘方法求解转换参数充分考虑了两个坐标系下控制点坐标均存在误差，提高了转换参数的精度，减少了坐标系归化过程中点云精度损失。 2、截取断面时首先需要知道截取位置处隧道的空间姿态信息，保证在该处截取断面是与隧道延伸方向正交的。本文所提取中轴线由XOY面的中轴线和XOZ面的中轴线两部分组成，将点云数据投影在这两个平面上，通过拟合边界曲线进而拟合中轴线。 3、采用切片式提取断面，按1m间距提取断面数据，将断面数据分别拟合成圆曲线和椭圆曲线计算断面的拟合半径、长短半轴，分析隧道在空间上的变形。基于隧道两期点云数据，比较同一断面拟合半径和长短半轴在时间上的变化量。 4、采用三次B样条曲线拟合隧道断面的轮廓线，比较两期同一断面轮廓线的变化，定性的分析隧道的变形。基于最小距离投影算法计算断面上各点的变形量，提取隧道局部变形信息。 |
| 作者： | 李祖来 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 张献州 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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