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內(nèi)容簡介:本書研究并提出了三維激光掃描檢測技術(shù)和三維仿真系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)。書中詳細(xì)介紹了三維激光掃描外業(yè)控制、點云數(shù)據(jù)采集、點云數(shù)據(jù)預(yù)處理、曲面重建、模型后處理等工作流程；對隧道形變檢測的數(shù)學(xué)模型設(shè)計進行了探討，研發(fā)了“隧道形變監(jiān)測系統(tǒng)”軟件；介紹了基于激光點云的三維建模方法，根據(jù)隧洞安全監(jiān)測可視化表達需求，搭建了隧洞安全監(jiān)測三維可視化管理平臺，重點論述了包括數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建、形變比較算法的理論、形變算法的具體實現(xiàn)等重難點技術(shù)。通過工程實例驗證了隧道激光掃描形變檢測理論技術(shù)，實現(xiàn)了三維可視化技術(shù)與安全監(jiān)測專業(yè)應(yīng)用的有效集成，優(yōu)化了傳統(tǒng)的水利安全監(jiān)測的工作方式。

作者簡介:

目錄:前言

第1章 隧道形變檢測方法概述
1.1 接觸式檢測
1.1.1 收斂計量測法
1.1.2 巴塞特收斂系統(tǒng)測量
1.1.3 光纖傳感器測量
1.1.4 靜力水準(zhǔn)測量
1.2 非接觸式檢測
1.2.1 全站儀測量
1.2.2 測量機器人測量
1.2.3 近景攝影測量
1.2.4 數(shù)字圖像處理
1.2.5 三維激光掃描測量
1.3 檢測方法的比較與分析
1.3.1 接觸式檢測特點及局限性
1.3.2 非接觸式檢測特點及適用性
1.3.3 三維激光掃描檢測技術(shù)發(fā)展方向
參考文獻

第2章 三維激光掃描原理
2.1 點云數(shù)據(jù)采集
2.1.1 平面控制基準(zhǔn)
2.1.2 高程控制基準(zhǔn)
2.1.3 數(shù)據(jù)采集
2.2 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.1 點云配準(zhǔn)
2.2.2 點云去噪
2.2.3 點云精簡
2.2.4 點云分割
2.3 點云數(shù)據(jù)處理
2.3.1 曲面重建
2.3.2 模型后處理
參考文獻

第3章 隧道形變檢測主要數(shù)學(xué)模型設(shè)計
3.1 隧道形變檢測
3.2 數(shù)學(xué)模型
3.2.1 曲線、曲面的表達
3.2.2 線性模型
3.2.3 非線性模型
3.3 形變比較方法基礎(chǔ)理論
3.3.1 插值
3.3.2 擬合
3.3.3 最優(yōu)化問題
3.3.4 算法的穩(wěn)健性
3.4 形變算法的實現(xiàn)
參考文獻

第4章 形變監(jiān)測系統(tǒng)軟件的研發(fā)
4.1 軟件的研發(fā)工具
4.1.1 基礎(chǔ)平臺
4.1.2 編程語言
4.1.3 開發(fā)框架
4.2 軟件的主要功能
4.3 軟件的總體架構(gòu)
4.3.1 點云交互模塊
4.3.2 軸線分析模塊
4.3.3 斷面處理模塊
4.4 軟件的處理流程
4.4.1 點云數(shù)據(jù)讀取
4.4.2 中軸線導(dǎo)入
4.4.3 中心線生成
4.4.4 橫斷面生成
4.4.5 中心線對比
4.4.6 橫斷面對比
4.4.7 批量自動操作
4.4.8 隧道凈空分析
4.5 小結(jié)
參考文獻

第5章 隧道三維數(shù)字實景模型
5.1 傳統(tǒng)三維數(shù)字建模方法
5.1.1 模擬建模
5.1.2 依圖而建的三維建模方法
5.1.3 基于攝影測量方法的三維建模
5.1.4 各類建模方法比較
5.2 基于激光點云的三維建模技術(shù)流程
5.2.1 點云數(shù)據(jù)獲取
5.2.2 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理
5.2.3 隧道點云提取
5.2.4 隧道模型的生產(chǎn)方法

第6章 隧道安全監(jiān)測三維可視化管理平臺
6.1 國內(nèi)外安全監(jiān)測可視化技術(shù)的發(fā)展
6.1.1 三維可視化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
6.1.2 三維可視化實現(xiàn)方法
6.1.3 國內(nèi)外安全監(jiān)測三維可視化技術(shù)應(yīng)用實例
6.1.4 安全監(jiān)測三維可視化發(fā)展需要解決的問題
6.2 安全監(jiān)測可視化的應(yīng)用需求分析
6.2.1 正確表達一維、二維對象
6.2.2 三維空間數(shù)據(jù)庫的有效管理
6.2.3 三維空間分析
6.3 安全監(jiān)測可視化系統(tǒng)的設(shè)計
6.3.1 可視化系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
6.3.2 系統(tǒng)設(shè)計原則
6.3.3 系統(tǒng)框架設(shè)計
6.4 安全監(jiān)測可視化系統(tǒng)的底層建立
6.4.1 基礎(chǔ)可視化平臺的研發(fā)
6.4.2 系統(tǒng)服務(wù)接口
6.5 隧道安全監(jiān)測三維可視化管理平臺開發(fā)
6.5.1 數(shù)據(jù)庫連接
6.5.2 三維地形地貌集成與展示
6.5.3 三維模型的集成與展示
6.5.4 地形模型與建筑物模型的無縫鑲嵌
6.5.5 分級遮擋剔除
6.5.6 基于分頁數(shù)據(jù)庫的動態(tài)LOD調(diào)度
6.5.7 實時碰撞檢測開發(fā)
6.5.8 監(jiān)測儀器管理與查詢
6.5.9 輔助管理開發(fā)

第7章 工程應(yīng)用實例
7.1 南水北調(diào)穿黃隧洞形變檢測
7.1.1 工程概況
7.1.2 基礎(chǔ)控制體系的建立
7.1.3 三維激光掃描數(shù)據(jù)采集
7.1.4 三維激光掃描數(shù)據(jù)處理
7.1.5 穿黃隧洞形變檢測與分析
7.2 武漢地鐵隧道形變檢測
7.2.1 工程概況
7.2.2 基礎(chǔ)控制體系的建立
7.2.3 三維激光掃描系統(tǒng)ScanStation P40及配件匯總表
7.2.4 三維激光掃描系統(tǒng)ScanStation P40外業(yè)數(shù)據(jù)采集
7.2.5 三維激光掃描系統(tǒng)ScanStation P40內(nèi)業(yè)處理基本步驟說明
7.2.6 隧道形變監(jiān)測系統(tǒng)隧道數(shù)據(jù)處理
7.2.7 隧洞整體分析
7.3 穿黃隧洞三維數(shù)字實景可視化研究
7.3.1 系統(tǒng)設(shè)計
7.3.2 總體數(shù)據(jù)流程
7.3.3 功能模塊劃分
7.3.4 數(shù)據(jù)庫建立及主要監(jiān)測項目
7.3.5 關(guān)鍵技術(shù)
7.3.6 系統(tǒng)實現(xiàn)