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基于曲线拟合理论的点云数据处理分析
| 论文题名： | 基于曲线拟合理论的点云数据处理分析 |
| 关键词： | 隧道断面;点云数据;隧道稳定性;曲线拟合理论 |
| 摘要： | 三维激光扫描技术具有高自动化、高速度、高精度、高密度，适应性好、设备运行可靠性高的特点。采用三维激光扫描技术可以很直观的获得被测物表面的大量点云数据。如何对点云数据进行处理并应用于实际工程中显得尤为重要。本文应用三次B样条曲线拟合方法拟合隧道断面，并将其应用于隧道稳定性分析。主要取得了以下成果: 1、对盐水沟隧道的两期三维激光扫描点云数据进行了预处理。首先对隧道点云数据进行拼接，其次拼接好的点云数据进行去噪处理，最后按照设定的距离切割断面得到断面点云数据。 2、基于曲线拟合理论比较分析了有拉格朗日插值法、最小二乘法、Bezier曲线拟合法、B样条曲线法等几种成熟的拟合方法，对比分析这几种方法的优缺点，得到三次B样条曲线拟合法可以很好的表现出曲线的局部特征，且曲线更为平滑。三次B样条曲线拟合法更适用于离散点云数据的曲线拟合。 3、本文针对点云数据量大，迭代次数多的问题，采用一种基于特征点拟合的三次B样条方法。在保证原始点云数据整体和局部形状保真度的前提下，通过分析点云数据的曲率分布情况，来确定隧道断面的特征点，进行特征点的曲线拟合。该方法提高了运算效率，减少了控制点个数，且更适用于密集度比较大的点云数据拟合。 4、对盐水沟隧道的两期点云数据进行了处理分析。根据三维激光点云数据的特点隧道断面形状的特征，实现了面变形分析方法。采用三次B样条曲线拟合法拟合隧道断面并计算其面积。通过空间面积序列稳定性分析方法对比分析拟合断面面积之间的差异面积;通过时间序列稳定性分析对比两期点云数据同一断面面积变化量，从而判断拟合精度及隧道的稳定性。 |
| 作者： | 乐亚南 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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