地面激光扫描的变形检测算法与优化

本文主要探讨了"地面激光扫描目标的变形信息探测"这一主题，发表于2011年的测绘信息与工程第36卷第6期。作者方芳程效军来自同济大学测量与国土信息工程系，提出了一种基于平面拟合后假设检验的变形探测算法。该方法的关键在于逐级划分点云，以提高形变探测的效率。 首先，文章介绍了一种空间分割策略，利用平面拟合区域增长法对密集的点云数据进行处理。这种方法通过构建线性模型ax+by+c=Z，通过最小二乘法求解平面拟合参数，如系数a、b、c，以及残差平方和Q。这样做的目的是将点云有效地组织和利用，便于后续分析。 在初步形变探测阶段，通过对两期数据的分割区域内的平面参数（X1和X2）进行对比，作者构建了一个矩阵B，并通过假设检验来判断是否存在形变。如果两期的平面参数显著差异，就可能表明目标区域有形变发生。这种方法相较于传统的变形监测技术，如利用点云重采样、平面分割拟合、Hausdorff距离计算或曲面拟合，具有更高的精度和效率。 作者通过实验验证了这种逐级划分点云的方法，找到了最佳的探测划分方案，能够精确有效地定位形变位置，并准确提取出形变量。这种方法特别适用于地面三维激光扫描技术在变形监测中的应用，比如对于建筑物、桥梁或其他基础设施的长期监控，能够提供实时且详尽的变形数据。 这篇文章为地面激光扫描技术在变形监测领域的应用提供了一种创新且实用的方法，对于提高测量精度和效率具有重要意义。它展示了如何结合数学模型和统计检验，将复杂的三维数据转化为易于理解的形变信息，是现代测绘工程中不可或缺的一部分。