建筑形體測量及數(shù)據(jù)處理方法研究

3.4萬字 91頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要
隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各類大型工程紛紛出現(xiàn)。在這些大型工程的建設(shè)過程中，需要對建(構(gòu))筑物的形體進(jìn)行測量，以確保工程施工質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的建筑工程形體測量系統(tǒng)存在測量范圍小、測量速度慢、布設(shè)繁瑣、系統(tǒng)昂貴等諸多缺陷。隨著現(xiàn)代三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，其應(yīng)用擴(kuò)展到大型工程。采用一種基于三維激光掃描儀的形體測量系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)處理方法，原本存在的不足已大大改觀。因此，本文以理論為基礎(chǔ)，結(jié)合編程分析，研究了基于三維激光掃描技術(shù)的建筑形體測量及數(shù)據(jù)處理方法的一整套流程，主要研究內(nèi)容與成果如下：
（1）研究了包圍盒法的數(shù)據(jù)索引方式。介紹了包括八叉樹、KD-樹、R樹、包圍盒這幾種典型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)索引方法，并詳細(xì)解釋了包圍盒法的空間剖分和索引。
（2）研究了包圍盒法的應(yīng)用。描述了基于包圍盒法的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡，實(shí)現(xiàn)了不同子包圍盒邊長下的精簡結(jié)果；闡述了基于包圍盒法的K鄰域搜索和點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割。
（3）研究了基于最小二乘法的平面、球面、柱面的擬合。在平面的擬合中，利用線性最小二乘法設(shè)計(jì)算法，在matlab中實(shí)現(xiàn)擬合，并對結(jié)果進(jìn)行分析。在球面擬合中，通過變換球面方程形式，設(shè)置新的觀測值和未知參數(shù)，使之為線性模型，再利用線性最小二乘法設(shè)計(jì)算法，在matlab中實(shí)現(xiàn)擬合，并對結(jié)果進(jìn)行分析。在柱面擬合中，柱面方程式一個(gè)非線性模型。首先設(shè)置未知參數(shù)，利用主成分分析法和線性最小二乘法確定擬合初值，再利用非線性最小二乘法進(jìn)行循環(huán)迭代得出最后結(jié)果。本文中給出兩種方法，在matlab中實(shí)現(xiàn)擬合，并對結(jié)果進(jìn)行分析。



關(guān)鍵詞：三維激光掃描；建筑形體測量；數(shù)據(jù)預(yù)處理；模型重建；包圍盒；二次曲面擬合
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