道路改擴(kuò)建三維激光測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)，又稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，區(qū)別于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的單點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取方式，具有測(cè)量效率高、數(shù)據(jù)信息豐富全面、精度高、受外界環(huán)境干擾性小以及非接觸式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，能夠獲取所測(cè)區(qū)域的高精度全景三維模型。近年來(lái)，三維激光掃描技術(shù)在道路勘測(cè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，在道路改擴(kuò)建勘測(cè)中采用該技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)道路勘測(cè)的全天候、無(wú)干擾測(cè)量，能有效提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。論文結(jié)合道路改擴(kuò)建過(guò)程中應(yīng)用該技術(shù)的設(shè)備選型、數(shù)據(jù)處理、特征提取等問(wèn)題，主要研究

2、以下內(nèi)容：
　?。?）研究適用于道路改擴(kuò)建需求的三維激光掃描設(shè)備選型及測(cè)量方法
　　研究三維激光掃描儀器的工作原理及其分類，分析實(shí)測(cè)中測(cè)量誤差的來(lái)源及相應(yīng)的減小誤差的措施。根據(jù)改擴(kuò)建道路對(duì)測(cè)量速度和精度要求，結(jié)合實(shí)際條件，選用相位式Z+F Imager5010C掃描儀施測(cè)。制定了適用于道路改擴(kuò)建需求的測(cè)量方案，即站間距為50m左右、球形標(biāo)靶配準(zhǔn)及高分辨率、正常質(zhì)量模式和站間距為100m左右、平面標(biāo)靶配準(zhǔn)、中分辨率、高質(zhì)量模式

3、兩種方式結(jié)合使用的“之”字形測(cè)量方案。通過(guò)精度分析，最大拼接誤差為3.3mm，滿足道路改擴(kuò)建需求。
　　（2）研究適用于道路改擴(kuò)建要求的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵算法
　　道路改擴(kuò)建中點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理主要包括點(diǎn)云配準(zhǔn)、點(diǎn)云去噪、精簡(jiǎn)壓縮、封裝及數(shù)據(jù)挖掘等方面。論文利用Geomagic Studio軟件，采用球形標(biāo)靶與平面標(biāo)靶相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云配準(zhǔn)，采用人為判定法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云去噪，采用距離準(zhǔn)則和曲率準(zhǔn)則相結(jié)合的方式進(jìn)行點(diǎn)云精簡(jiǎn)。點(diǎn)云封裝后，采

4、用有限元積分原理設(shè)計(jì)道路改擴(kuò)建過(guò)程中土方體積量測(cè)算法，采用CASS和Rhinoceros軟件實(shí)現(xiàn)DTM的生成，引入相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，生成道路改擴(kuò)建平面布置圖。
　?。?）研究基于點(diǎn)云信息的道路特征提取算法
　　為深入研究道路改擴(kuò)建過(guò)程中三維激光掃描的應(yīng)用問(wèn)題，選取部分竣工道路進(jìn)行道路特征提取算法研究。利用站間距30~50m、平面標(biāo)靶和球形標(biāo)靶綜合使用的“之”字形測(cè)量方案，獲取高精度的拼接模型，對(duì)封裝后的點(diǎn)云設(shè)計(jì)薄片裁剪算法，提取