三维激光扫描数据处理理论及应用

第1章 绪论

1.1 地面三维激光扫描技术概述

1.2 地面三维激光扫描技术的发展与研究

1.2.1 点云数据的存储组织研究现状

1.2.2 点云数据的坐标配准研究现状

1.2.3 点云数据的特征提取研究现状

1.3 地面三维激光扫描技术的应用

1.4 地面三维激光扫描技术的特点及与其他相关技术的关系

1.4.1 地面三维激光扫描技术的特点

1.4.2 地面三维激光扫描技术与摄影测量的区别

1.4.3 地面三维激光扫描技术与传统测绘的比较

第2章 地面三维激光扫描系统基本原理

2.1 地面三维激光扫描系统的组成及基本工作原理

2.1.1 地面三维激光扫描系统的基本工作原理

2.1.2 三维激光扫描仪的分类

2.2 典型的地面三维激光扫描系统

2.3 地面三维激光扫描系统数据的结构及特点

2.4 地面三维激光扫描数据处理理论

2.4.1 数据获取

2.4.2 数据缩减

2.4.3 坐标纠正

2.4.4 数据滤波

2.4.5 数据分割

2.4.6 三角网格建立

2.4.7 三维建模

2.4.8 纹理映射

2.5 地面三维激光扫描仪及数据处理的主要误差分析

2.5.1 系统本身构造误差

2.5.2 测量误差

2.5.3 坐标配准误差

2.6 点云数据的组织与索引

2.6.1 基于B树和Hilbert曲线的空间索引

2.6.2 基于线性四杈树的格网索引

2.6.3 基于八杈树与B树的点云数据的组织与索引

第3章 地面三维激光扫描系统的应用

3.1 古建筑保护

3.2 文物保护

3.3 地形测绘

3.4 道路测量

3.5 边坡监测

3.6 数字校园

第4章 地面三维激光扫描数据处理软件

4.1 Cyclone软件

4.1.1 Cyclone软件特点

4.1.2 Cyclone模块介绍

4.2 Polyworks软件

4.2.1 PolyWorks软件特点

4.2.2 PolyWorks模块介绍

4.2.3 PolyWorks软件处理数据一般流程

第5章 地面三维激光扫描仪

5.1 Leica公司产品

5.1.1 ScanStation C10、C5三维激光扫描仪

5.1.2 HDS8800三维激光扫描仪

5.1.3 HDS6200三维激光扫描仪

5.1.4 Leica公司系列产品参数

5.2 Trimble公司产品

5.3 Riegl公司产品

5.3.1 VZ-4000三维激光扫描仪

5.3.2 VZ-1000、VZ-400等三维激光扫描仪

5.3.3 Riegl公司系列产品参数

5.4 Optech公司产品

5.5 不同厂家三维激光扫描仪的主要技术指标

第6章 机载LIDAR系统概述

6.1 机载LIDAR硬件系统

6.2 机载LIDAR技术的特点和优势

6.2.1 LIDAR技术的特点

6.2.2 LIDAR技术的优势

6.2.3 LIDAR技术与传统航空摄影测量的区别

6.3 机载LIDAR技术的国内外研究和应用现状

第7章 机载LIDAR外业和内业数据处理流程

7.1 机载LIDAR外业数据获取

7.1.1 LIDAR设备指标分析

7.1.2 飞行设计特点

7.1.3 飞行设计流程

7.1.4 地面控制

7.1.5 数据采集

7.2 机载LIDAR内业数据处理

7.2.1 数据预处理

7.2.2 数据后处理

7.3 数据成果的制作

7.3.1 DEM制作

7.3.2 DOM制作

7.3.3 DLG制作

第8章 机载LIDAR数据的应用及集成

8.1 机载LIDAR点云数据的应用

8.2 机载LIDAR数据成果的应用

8.2.1 DEM应用

8.2.2 DOM应用

8.2.3 DLG应用

8.3 多源扫描数据的集成应用

8.3.1 机载、车载及地面激光扫描集成技术

8.3.2 多源扫描数据集成

8.4 机载LIDAR技术展望

参考文献 2100433B

同时，结合实例分别对地面三维激光扫描系统和机载LIDAR系统从数据获取到处理以及最后的模型建立的操作方法进行了阐述，并说明了地面三维激光扫描系统和机载LIDAR系统的应用领域。另外，对常用的两种数据处理软件进行了介绍，并分厂商对目前常用的地面三维激光扫描仪器进行介绍和对比分析。

地面三维激光扫描技术作为一种新型的空间信息获取技术，具有速度快、操作方便、精度高等优点，实现了空间立体数据获取的革命性飞跃，在数字城市、文物保护、灾害评估、变形监测等领域具有广阔的应用前景。在目前的研究中，点云数据处理仍有许多问题需要进一步完善，包括误差、粗差对点云数据的影响，多视点云配准中误差累积及传播问题、点云变形特征的提取以及三维激光扫描技术与实际应用领域的结合等。 本项目所属摄影测量与遥感专业类别，从2008年开始，在国家自然科学基金、江西省自然科学基金和国家测绘地理信息局重点实验室开放基金等多个项目的支持下，投入150余万元，以地面三维激光扫描技术为基础，重点研究地面三维激光扫描技术数据处理理论、方法及其在变形监测中的应用。,地面三维激光扫描技术作为一种新型的空间信息获取技术，具有速度快、操作方便、精度高等优点，实现了空间立体数据获取的革命性飞跃，在数字城市、文物保护、灾害评估、变形监测等领域具有广阔的应用前景。在目前的研究中，点云数据处理仍有许多问题需要进一步完善，包括误差、粗差对点云数据的影响，多视点云配准中误差累积及传播问题、点云变形特征的提取以及三维激光扫描技术与实际应用领域的结合等。 本项目所属摄影测量与遥感专业类别，从2008年开始，在国家自然科学基金、江西省自然科学基金和国家测绘地理信息局重点实验室开放基金等多个项目的支持下，投入150余万元，以地面三维激光扫描技术为基础，重点研究地面三维激光扫描技术数据处理理论、方法及其在变形监测中的应用。 2100433B

星载、机载、地面激光雷达已经成为对地观测数据获取体系的重要组成部分。近些年，地面三维激光雷达发展迅速，但是地面三维激光雷达数据处理理论及应用研究则相对严重滞后，缺乏完整的理论体系，特别是没有国产地面激光雷达数据处理软件系统、相应的专业应用软件更少，严重制约了地面激光雷达在多个领域的工程化广泛应用。针对高精度地面三维空间信息获取与应用的普遍需求，本课题旨在系统地研究地面三维激光雷达数据处理理论，突破地面扫描激光雷达三维测量与重建的智能化快速处理关键技术，研究地面三维激光雷达点云的不确定性问题，研制我国自主知识产权的地面激光雷达数据处理软件平台，本课题成果将为促进地面三维激光雷达的国产化进程与工程应用奠定坚实基础。