基于三维激光扫描的边坡岩体结构信息提取和变形监测研究
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 选题依据及研究意义 | 第12-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-25页 |
| 1.2.1 岩体结构及岩体结构控制论 | 第14-15页 |
| 1.2.2 三维激光扫描技术研究发展现状 | 第15-17页 |
| 1.2.3 岩体结构信息获取现状 | 第17-20页 |
| 1.2.4 岩石块体信息获取现状 | 第20-22页 |
| 1.2.5 边坡变形监测研究现状 | 第22-25页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.4 研究手段及技术路线 | 第26-27页 |
| 2 三维激光扫描点云数据的获取与处理 | 第27-41页 |
| 2.1 三维激光扫描的基本原理 | 第27-28页 |
| 2.2 点云数据获取 | 第28-33页 |
| 2.2.1 获取三维点云数据的工作流程 | 第28-29页 |
| 2.2.2 三维激光扫描设备站点的选取 | 第29-30页 |
| 2.2.3 标靶的布置方法 | 第30-31页 |
| 2.2.4 三维点云数据彩色信息与灰度值 | 第31-32页 |
| 2.2.5 三维点云数据的采样间距与扫描时间 | 第32-33页 |
| 2.3 点云数据的处理 | 第33-36页 |
| 2.3.1 三维点云数据拼接 | 第33-34页 |
| 2.3.2 三维点云数据彩色信息 | 第34-35页 |
| 2.3.3 三维点云数据的坐标转换 | 第35-36页 |
| 2.4 三维激光扫描技术误差分析 | 第36-41页 |
| 2.4.1 外业误差来源 | 第36-39页 |
| 2.4.2 内业误差来源 | 第39-41页 |
| 3 基于三维激光扫描技术的岩体结构面自动提取 | 第41-62页 |
| 3.1 引言 | 第41-42页 |
| 3.2 点云法向量计算 | 第42-44页 |
| 3.2.1 最近邻点搜索 | 第43页 |
| 3.2.2 共面测试 | 第43-44页 |
| 3.2.3 平面拟合及法向量计算 | 第44页 |
| 3.3 基于Ransac算法的结构面提取 | 第44-49页 |
| 3.3.1 改进的Ransac算法 | 第45-49页 |
| 3.4 Concave算法描绘结构面边界 | 第49-51页 |
| 3.4.1 简单的帕累托最优边界及其问题 | 第49-50页 |
| 3.4.2 一种统一凹多边形和凸多边形的方法 | 第50-51页 |
| 3.4.3 基于凹凸条件的进一步优化 | 第51页 |
| 3.5 产状及面积计算 | 第51-53页 |
| 3.5.1 产状计算 | 第51-53页 |
| 3.5.2 面积计算 | 第53页 |
| 3.6 工程实例应用 | 第53-60页 |
| 3.6.1 数据描述 | 第53-54页 |
| 3.6.2 结构面信息提取结果 | 第54-60页 |
| 3.7 本章小结 | 第60-62页 |
| 4 基于三维激光扫描技术的岩石块体自动识别 | 第62-83页 |
| 4.1 引言 | 第62-64页 |
| 4.2 基于点云信息的岩石块体提取方法 | 第64-75页 |
| 4.2.1 数据介绍 | 第65-66页 |
| 4.2.2 结构面提取 | 第66-67页 |
| 4.2.3 候选块体提取 | 第67-71页 |
| 4.2.4 真虚块体识别 | 第71-75页 |
| 4.3 室内箱体模型试验结果 | 第75-78页 |
| 4.4 工程实例试验结果 | 第78-82页 |
| 4.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 5 基于三维激光扫描技术的边坡块体变形监测 | 第83-110页 |
| 5.1 引言 | 第83-85页 |
| 5.2 室内模型试验数据获取 | 第85-88页 |
| 5.2.1 试验设备 | 第85-86页 |
| 5.2.2 试验方案 | 第86-87页 |
| 5.2.3 点云数据获取 | 第87-88页 |
| 5.3 基于点云相减法的变形检测 | 第88-92页 |
| 5.3.1 Mesh表面模型建立 | 第90页 |
| 5.3.2 色谱图分析 | 第90-92页 |
| 5.4 基于特征对象的变形监测 | 第92-102页 |
| 5.4.1 特征对象提取 | 第93-96页 |
| 5.4.2 特征对象匹配 | 第96-97页 |
| 5.4.3 特征对象变形分析 | 第97-102页 |
| 5.5 工程案例应用分析 | 第102-108页 |
| 5.5.1 基于点云相减法的变形检测结果 | 第103-104页 |
| 5.5.2 基于块体变形法的变形检测结果 | 第104-108页 |
| 5.5.3 结合两者的变形检测结果 | 第108页 |
| 5.6 本章小结 | 第108-110页 |
| 6 结论与展望 | 第110-113页 |
| 6.1 主要结论 | 第110-112页 |
| 6.2 研究展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-123页 |
| 附录 | 第123-125页 |
| 一、攻读博士学位期间发表的论文 | 第123页 |
| 二、攻读博士学位期间获得的奖励 | 第123页 |
| 三、攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第123-125页 |
| 致谢 | 第125-126页 |
