基于曲线拟合理论的点云数据处理分析

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1、＇．号雜變變硕±学位论文Ｐ片蘇Ｉ、變斯．酸ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ耀如＇簡论文题目：基于曲线拟合理论的点云数据处理分析璧又：：＇．歧．－名琴％确学麵：Ｈｉ．―——娜．？学證：测绘工程；議＾＾二〇—二级年级；咖研巧牛：乐亚南－疑奪癸－指导嫌…―—邏織圓；１＾麵二零—五讀月；襲攀：国内图书分类号：Ｐ２５８密级公开国际图书分类号：Ｕ５２６．８西南交通大学研究生学位论文基于曲舞拟合理论的点云数据处理分祈

2、年级二Ｑ—二级姓名乐亚南申请学位级别工程硕女专业测绘工程指导教师张献州教授二零一五年五月十Ｈ日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｐ２５８Ｕ．Ｄ．Ｃ：Ｕ５％．８ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＡＮＡＬＹＺＩＮＧＴＨＥＰＯＩＮＴＣＬＯＵＤＤＡＴＡＢ乂ＳＥＤＯＮＴＨＥＣＵＲＶＥＦＩＴＴＩＮＧＴＨＥＯＲＹＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａ

3、ｎｄｉｄａｔｅ：ＬｅＹａｎａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈａｎＸｉａｎｚｈｏｕｐｇＭ化１３２０１５，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子脱允许论文被査阅和借阅。本人授

4、权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书！２．不保密使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：－日期：乂＾日親西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．详细介绍Ｈ维激光扫描系统的工作原理、分类、外业工作流程；对采集的Ｈ维点云数据进行预处理。，包括点云数据的拼接

5、、点云数据去噪等处理工作２．详细介绍拉格朗日插值法、最小二乘法、Ｂｅｚｉｅｒ曲线法、Ｈ次Ｂ样条法等四种比较成熟的曲线拟合方法及其原理。并将对比分析四种方法的优缺点，证明Ｈ次Ｂ样条法更适用于数据量比较大的曲线拟合。３．针对断面点云数据量比较大的问题，引用了提取隧道断面特征点进行曲线巧合的方法。在保证拟合精度的前提下，运用较少的数据点进行断面曲线拟合，提高了运算效率。４．针对Ｈ维激光扫描点云数据的特殊性Ｗ及隧道断面形状的特征，本文采用了对两期隧道断面的面积进斤对化分析的方法，得到了隧道断面的

6、收敛信息，从而判断隧道稳定性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成。果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：％爲乖，－曰期：Ｗ文Ｊ攻西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ巧摘要Ｈ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

7、特点。采用三维激光扫描技术可Ｗ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Ｈ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Ｗ下成果；１、对盐水沟隧道的两期Ｈ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

8、方法，对比分析这几种方法的优缺点，得到Ｈ次Ｂ样条曲线拟合法可Ｗ很好的表现出曲线的局部特征，且曲线更为平滑。Ｈ次Ｂ样条曲线拟含法更适用于离散点云数据的曲线拟合。一３、本文针对点云数据量大，迭代次数多的问题，采用种基于特征点拟合的Ｈ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