变形监测论文作业VIP免费

评分中国矿业大学（北京）研究生课程考试试卷考试科目变形监测工程考试时间2014年5月学号ZSZ130203056Q姓名程海涛所属学院地球科学与测绘工程学院类别（硕士、博士、进修生）硕士三维激光扫描在变形监测中的应用程海涛（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京100083）摘要：随着测量技术的快速发展，三维激光扫描技术在测量方面的应用日益流行．本文研究了三维激光扫描仪在变形监测中的应用。采用RISCOPRO软件进行数据分析和处理。关键词：三维激光扫描；变形监测；点云数据后处理软件Applicationof3DlaserscanningindeformationmonitoringCHENGHaitao(ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)SchoolofEarthScienceandengineeringofSurveyingandmapping，Beijing100083)Abstract:Withtherapiddevelopmentofmeasuringtechnique,theapplicationof3Dlaserscanningtechnologyinthemeasurementoftheincreasinglypopular.Thispaperstudiesthe3Dlaserscannerinthedeformationmonitoringapplications.ForthedataanalysisandprocessingusingRISCOPROsoftware.Keywords:3Dlaserscanning;Deformationmonitoring;Thepointclouddataprocessingsoftware0引言三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。用三维激光扫描技术，可以深入到复杂的现场环境及空间中进行扫描操作，并可以直接实现各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准的实体或实景三维数据完整的采集，进而快速重构出实体目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据[1-2]。三维激光扫描技术作为正向建模的对称应用，获取的数据可以直接与地理空间信息库连接，作为高精度GIS数据源。该技术在建筑物三维重建在考古测量建档、存档，采矿业的地下勘测等不可接触的实物测量方面有着广泛的应用前景[3]。传统的变形监测，主要基于离散点进行。通过在变形监测中使用三维激光扫描仪，可以全方位地采集数据，对被扫描物体进行整体监测，从而弥补了传统变形监测的片面性和局限性[4-5]。1变形监测步骤1.1三维激光扫描仪扫描原理VZ-4000三维激光扫描仪采用非接触式测量获得物体的点云数据。通过发射器发出一束激光脉冲信号，经过物体反射后传回到接收器，通过时间差，计算目标点Ｐ与扫描仪之间的距离Ｓ，控制编码同步测量出扫描的横向角度α和纵向角度β。根据Ｓ、α、β的值，计算点Ｐ坐标：Ｘp＝Ｓcosβcosα，Ｙp＝Ｓcosβsinα，Ｚp＝Ｓcosβ。（1）扫描点坐标计算原理图如图1所示。图1扫描点坐标计算原理1.2变形监测采用VZ-4000三维激光扫描仪进行变形监测，主要包括数据采集与数据处理两个步骤。其中，关键是通过RISCOPRO软件进行一系列宏观和微观的分析处理。1.3数据采集三维激光扫描数据采集分为：整体采集：通过对布设的标靶或者公共点进行扫描，在三维激光扫描仪后处理软件RISCOPRO中进行测站拼接，通过此方法可以对被扫描的物体进行整体扫描。局部采集：在工作点上架设三维激光扫描仪，对特定的范围进行三维扫描。根据三维激光扫描仪的性能参数及现场情况设计扫描站间距、扫描点的密度，保证一定的扫描重叠度。通过对监测点进行导线及水准测量，传递三维坐标。同步进行激光扫描，获得三维激光点云数据，同时获得标靶点云数据。1.4数据处理采用RISCOPRO软件对三维扫描数据进行数据处理，处理步骤包括：点云数据的拼接，点云数据的去噪，坐标的转化，点云数据建模的3D比较。（1）当采用整体数据采集的时候，在RISCOPRO软件中，通过三个及三个以上的公共点把两站的扫描数据拼接在一起，再进行点云数据的同一化。当采用局部数据采集的时候，不需要进行点云数据的拼接，可以避免由点云数据拼接带来的误差。（2）采用三维激光扫描仪进行数据采集时，不可避免会产生噪声点。采用RISCOPRO软件可以进行点云数据的去噪，且减少数据量。（3）扫描点云数据时，首先用全站仪测量监测点和标靶中心的坐标值。使用三个或者三个以上的特征点，将三维扫描数据转化为当地坐标，把点云数据统一在同一个坐标系下，有利于数据比较和三维建模。（4）提取特征点和标靶中心的坐标值，通过分析坐标值的差别，分析出特征点的水平位...