船载三维激光数据采集与精简处理研究

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海洋对于人类的生存和发展有着举足轻重的作用,对海洋及沿海环境进行便捷有效的测量,是开发利用海洋资源的先决条件。海底石油开发、海岛地质灾害监测、海岛三维重建等海洋工程建设都亟需快速、准确的测量技术。船载三维激光扫描技术具有非接触、高效率、高精度的优势,是未来海洋测绘现代化的发展方向。  本文以国家海洋局第一海洋研究所“船载三维激光扫描技术与多波束一体化测绘项目”课题基金设备支撑为依托,围绕船载移动测量数据采集和精简处理方面开展研究和探讨,主要做了几个方面的工作:  (1)详细叙述了船载三维激光扫描数据采集流程,形成了完整的外业数据采集技术方案,并针对海洋风浪大、水汽重等复杂的作业环境提出姿态参数校准技术;结合数据采集过程,系统的分析了船载三维激光点云数据误差来源,给出了一些减小误差的方法;对获取的点云数据,通过GPS测量技术获得特征点的三维坐标,并根据测量结果对采集的点云数据进行初步的精度评定。  (2)详细分析了船载三维激光扫描系统点云数据特点,总结了当前点云精简处理的常用方法,分析了曲率精简法的不足之处并对该方法进行改进研究,提出了局部曲率中误差和精简概率的概念;在Matlab平台下,通过编程实现点云数据的精简,经过实验验证,证明该方法在点云精简处理中的可行性和有效性,为下一步点云建模做准备。
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