三維地表點云數(shù)據(jù)處理研究.pdf

1、作為一種新興的測繪技術，三維激光掃描技術以其快速、準確、高效和非接觸的特點，越來越受到各行各業(yè)用戶的青睞。同時，計算機圖形學的蓬勃發(fā)展，數(shù)字城市、虛擬現(xiàn)實、逆向工程、數(shù)字礦山等新概念不斷涌現(xiàn)，為三維激光掃描技術的推廣應用提供了現(xiàn)實需求，使其不斷涉及更多行業(yè)并應用于各種復雜場合。目前，對于各種各樣的建（構）筑物或工藝品，如雕塑、文物古跡、露天礦山、地下采場、尾礦庫等，其三維空間信息都可由三維激光掃描儀以點云的形式獲取。然而，點云數(shù)據(jù)的處理

2、已嚴重滯后于獲取，如何高效處理成千上萬的三維數(shù)據(jù)已成為近年的研究熱點。
　　本文從點云數(shù)據(jù)處理入手，探討三維地表點云數(shù)據(jù)處理中的兩個問題——點云過濾和缺失數(shù)據(jù)的修補。首先分析了三維數(shù)據(jù)處理的國內外現(xiàn)狀，強調數(shù)據(jù)處理的重要意義，并介紹了三維激光掃描的相關理論及其數(shù)據(jù)特點和處理流程。接著從數(shù)據(jù)處理的關鍵——過濾展開研究，分析了常用的中值過濾、均值過濾、高斯過濾等方法，總結其不能有效過濾的一些缺陷在于加權處理噪聲數(shù)據(jù)，因此提出一種改進的

3、過濾算法——高角過濾算法，以分類識別處理的機制直接刪除噪聲點而不做任何加權處理，并用實例數(shù)據(jù)證明該算法的過濾效果優(yōu)于常用過濾方法。其次，分析掃描數(shù)據(jù)缺失的問題，研究了常用的Hermite插值、樣條插值、B樣條插值、Bézier插值、有理插值和多項式逼近的理論，強調人工干預的重要性。綜合分析了幾種插值方法的插值效果，確定用多項式逼近方式去插值計算缺失的數(shù)據(jù)，完成修補工作，并提出曲線擬合控制點的搜索要求和擬合曲線的選擇標準，由實例中插值計算