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建筑形体测量及数据处理方法研究

3.4万字 91页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
随着国民经济的飞速发展，各类大型工程纷纷出现。在这些大型工程的建设过程中，需要对建(构)筑物的形体进行测量，以确保工程施工质量。然而，传统的建筑工程形体测量系统存在测量范围小、测量速度慢、布设繁琐、系统昂贵等诸多缺陷。随着现代三维激光扫描技术的出现与发展，其应用扩展到大型工程。采用一种基于三维激光扫描仪的形体测量系统及其数据处理方法，原本存在的不足已大大改观。因此，本文以理论为基础，结合编程分析，研究了基于三维激光扫描技术的建筑形体测量及数据处理方法的一整套流程，主要研究内容与成果如下：
（1）研究了包围盒法的数据索引方式。介绍了包括八叉树、KD-树、R树、包围盒这几种典型的点云数据索引方法，并详细解释了包围盒法的空间剖分和索引。
（2）研究了包围盒法的应用。描述了基于包围盒法的点云数据精简，实现了不同子包围盒边长下的精简结果；阐述了基于包围盒法的K邻域搜索和点云数据分割。
（3）研究了基于最小二乘法的平面、球面、柱面的拟合。在平面的拟合中，利用线性最小二乘法设计算法，在matlab中实现拟合，并对结果进行分析。在球面拟合中，通过变换球面方程形式，设置新的观测值和未知参数，使之为线性模型，再利用线性最小二乘法设计算法，在matlab中实现拟合，并对结果进行分析。在柱面拟合中，柱面方程式一个非线性模型。首先设置未知参数，利用主成分分析法和线性最小二乘法确定拟合初值，再利用非线性最小二乘法进行循环迭代得出最后结果。本文中给出两种方法，在matlab中实现拟合，并对结果进行分析。



关键词：三维激光扫描；建筑形体测量；数据预处理；模型重建；包围盒；二次曲面拟合
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