三维激光扫描技术边坡监测研究.pdfVIP

第 35卷第 4期 测绘科学 Vol135 N o14 20 10年 7 月 Sc ience of Surveying and M app ing Jul1 ¹ º ¹ , , ( ¹ 北京工业职业技术学院, 北京 100042; º 中国矿业大学环境与测绘学院, 江苏徐州 22 1008 = 本文介绍了三维激光扫描技术原理, 给出边坡监测数据获取与处理的技术流程: 首 用基于区域的分 割方法对深度图像分割, 用标志点匹配法进行点云数据匹配, 然后利用滤波方法对点云数据进行简化, 最后利用 迭代最近点法 ( ICP算法 进行点云拼接。以某边坡的实际监测数据为例, 采用 Tr mi b le GX200 三维激光扫描仪获取 点云数据, R eaWl ork Survey Advanced 扫描数据处理软件获得 DEM 数据。结果表明, 采用本文技术可获取边坡的 DEM 及边坡形态, 为边坡变形监测与灾害预报提供基础数据。 = 三维激光扫描; DEM; 边坡监测 = P23 = A = 100922307( 20 10 0420025203 将发射出的窄束激光脉冲依次扫过被测区域, 测量每个激 1 光脉冲从发出到被测物表面再返回仪器所经过的时间来计 在边坡监测数据获取过程中, 描述目标结构的完整属 算距离, 同时编码器测量每个脉冲的角度, 可以得到被测 性需要大量的测绘点采集, 少则几万个, 多则几百万以上, 物体的三维真实坐标。其中两个连续转动用来发射脉冲激 因此结构面信息的快速高效、全面准确的采集方法便成为 光的镜子的角度值得到激光束的水平方向和竖直方向值; 评价岩体结构的关键或技术瓶颈。然而, 传统测量技术如 通过脉冲激光传播的时间计算得到仪器到扫描点的距离值。 采用全站仪等主要是单点精确测量, 用它做边坡建模工作 借此就可以得到扫描的三维坐标值; 而扫描点的反射强度 时就很难实现。 则用来给反射点匹配颜色。 近几年随着计算机技术的快速发展, 将现实世界的实 三维激光扫描仪 体信息快速地转换为计算机可以识别处理的数据已经变成 在边坡监测中, 可以 [ 1] 现实 。目前快速发展起来的地面三维激光扫描技术的出 在每个测站获取大量 现为解决边坡数据采集和分析提供了新方法和新手段, 可 的点云数据, 点云中 以弥补传统测绘方法采样点少, 难以反映变形的全部特征 每个点的位置信息都 的缺点。它不但能够实现坡体的快速数字化, 而且通过激 在扫描坐标系中以极 光扫描得到目标的深度图, 可以得到坡体表面三维信息, 坐标 ( A, N, d 的形 实现真正意义上的 / 所见即所测0 。 式来描述。在开始扫 描以前, 要在待扫描 2 的边坡区域 内布设 地面三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、 / 扫描控制点0, 一般 2 扫描仪旋转平台、软件控制平台, 数据处理平台及电源和 由GPS或者全站仪等