| 【中文题名】 | 空间三维数据的实时获取与可视化建模 |
| 【英文题名】 | Real-time Acquisition and Visualization Modeling of Three-dimensional Spatial Data |
| 【学科专业】 | 大地测量学与测量工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-15 |
| 【中关键词】 | 三维空间数据,激光扫描,TIN,NURBS,可视化, |
| 【英关键词】 | 3-dimensional spatial data,laser scanning,TIN,NURBS,Visualization, |
| 【分类导航】 | 天文学、地球科学>测绘学>一般性问题>测绘数据库与信息系统>> |
| 【论文摘要】 | 三维空间数据作为空间信息数字化的一种重要表现，在地球空间信息科学、工业、交通、通信和文物保护等领域的应用日益广泛。三维空间数据的野外获取方式可区分为点方式和面方式。前者指利用天文大地测量、全站仪、GPS接收机等其它常规的地面测量方式和激光雷达技术逐点的采集地面点的空间坐标及属性。后者指利用摄影、遥感方式获取目标的影像记录，从中提取出几何和物理特性。在获取三维空间数据之后，我们需要进行后续的数据处理，比如：去除噪音、统一坐标系、生成模型和模型分析等。
本文围绕激光扫描测量技术研究了三维空间数据的实时获取和可视化建模技术。首先对测绘学领域的三维空间数据获取方式及其原理进行了总结。接着重点研究了激光测距的原理，激光扫描的现状、原理和设计和对点云的处理。在对三维空间数据进行面建模时，本文选择TIN和NURBS作为研究对象。本文还对坐标转换、串口通信、数据库技术和LOD进行了研究和实验，这些技术也是三维空间数据实时获取和处理中需要用到的。最后本文给出了三维空间数据实时处理和可视化开发的设计方案，并进行了初步开发。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
7-8 |
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Abstract |
8-9 |
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第一章 绪论 |
9-17 |
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1.1 引言 |
9-10 |
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1.2 三维空间数据的获取方式 |
10-14 |
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1.2.1 点方式数据获取技术 |
10-12 |
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1.2.2 面状方式数据获取技术 |
12-14 |
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1.3 三维空间数据的应用 |
14-15 |
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1.3.1 三维空间数据在地球空间信息科学领域的应用 |
14 |
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1.3.2 三维空间数据在工业领域的应用 |
14-15 |
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1.3.3 三维空间数据在智能交通和通信中的应用 |
15 |
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1.3.4 三维空间数据在文物保护方面的应用 |
15 |
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1.4 本文的研究背景和内容 |
15-17 |
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1.4.1 论文研究的背景 |
15-16 |
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1.4.2 论文研究的主要内容 |
16-17 |
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第二章 三维空间数据获取的基本原理和空间坐标转换 |
17-26 |
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2.1 三维空间数据获取的基本原理 |
17-21 |
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2.1.1 空间前方交会的原理 |
17-18 |
|
2.1.2 空间极坐标测量的原理 |
18 |
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2.1.3 摄影测量原理 |
18-20 |
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2.1.4 惯性测量的基本原理 |
20 |
|
2.1.5 卫星定位基本原理 |
20-21 |
|
2.2 空间坐标转换 |
21-24 |
|
2.2.1 坐标系变换的基本概念 |
21 |
|
2.2.2 线性化的坐标转换模型 |
21-22 |
|
2.2.3 坐标转换参数的反求 |
22-23 |
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2.2.4 测量坐标系下的曲面最小二乘拟合 |
23-24 |
|
2.3 本章小结 |
24-26 |
|
第三章 激光扫描测量技术 |
26-38 |
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3.1 激光测距概述 |
26-27 |
|
3.2 激光扫描系统 |
27-32 |
|
3.2.1 激光扫描系统分类 |
28-29 |
|
3.2.2 激光扫描系统的研究现状 |
29-30 |
|
3.2.3 动态激光扫描系统的基本原理 |
30-32 |
|
3.3 激光扫描系统设计 |
32-35 |
|
3.3.1 基本方案 |
32-33 |
|
3.3.2 飞行时间法测距 |
33-34 |
|
3.3.3 步进电机 |
34-35 |
|
3.4 激光扫描数据的处理 |
35-37 |
|
3.4.1 激光扫描数据处理概述 |
35 |
|
3.4.2 激光扫描数据的LOD |
35-37 |
|
3.5 本章小结 |
37-38 |
|
第四章 三维空间数据的建模和可视化 |
38-51 |
|
4.1 NURBS样条曲面 |
38-42 |
|
4.1.1 NURBS曲线曲面的定义 |
38-39 |
|
4.1.2 NURBS曲线曲面的插值 |
39-42 |
|
4.2 多边形模型 |
42-46 |
|
4.2.1 建立 TIN |
42-46 |
|
4.3 三维模型的可视化 |
46-50 |
|
4.3.1 OpenGL概述 |
46-47 |
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4.3.2 OpenGL的坐标变换 |
47-48 |
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4.3.3 OpenGL的坐标变换的数学原理 |
48-50 |
|
4.4 本章小结 |
50-51 |
|
第五章 三维空间数据造型实现 |
51-61 |
|
5.1 基于 PRO/E的三维空间数据造型 |
51-52 |
|
5.2 三维空间数据实时处理软件的关键技术和总体设计 |
52-60 |
|
5.2.1 串口通信 |
53-56 |
|
5.2.2 VRML文件格式 |
56-57 |
|
5.2.3 ADO数据库操作技术 |
57-58 |
|
5.2.4 软件的总体设计 |
58-60 |
|
5.3 本章小结 |
60-61 |
|
总结和展望 |
61-62 |
|
参考文献 |
62-64 |
|
附录 |
64-65 |
|
致谢 |
65 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.366799 |
