TLS技术支持下的边坡点云重构与形变分析

孟万利，蔡来良，杨孝翠，杨望山，王姗姗

(1. 河南理工大学，河南 焦作 454003; 2. 信息工程大学，河南 郑州 450001)

TLS技术支持下的边坡点云重构与形变分析

孟万利1，蔡来良1，杨孝翠2，杨望山1，王姗姗1

(1. 河南理工大学，河南 焦作 454003; 2. 信息工程大学，河南 郑州 450001)

针对边坡地形点云存在空洞、分布不均匀，以及直接建立表面模型进行形变分析效果差的问题，首先提出了一种改进反距离权重插值对地形点云快速压缩重构的方法，并以程序实现了该方法的自动化处理；然后快速地对压缩重构点云建立了NURBS曲面模型，并从面、线、点进行了全面形变对比分析；最后将计算结果与实测值进行了一致性检验，结果表明符合实际地形变化情况，实现了利用激光点云数据快速构建边坡模型并进行形变分析的目的。

边坡变形监测；三维激光扫描；点云重构；NURBS曲面建模；形变分析

对于边坡变形监测，采用全站仪和GPS等传统的测量手段进行高精度测绘工作往往费时费力，近年来快速发展的三维激光扫描技术为解决复杂的边坡地形测量提供了新的技术手段。三维激光扫描仪可以获取真实场景下高分辨率和高精度的激光点云数据，实现了对面的测量，具有诸多优势，可用于三维物体表面及地形的变形监测。其中，地面三维激光扫描仪(terrestrial 3D laser scanner，TLS)在边坡形变监测与形变分析领域得到了较多的应用，目前已有较多研究人员利用该技术进行边坡变形监测[1-3]。边坡变形监测需要获取两期及以上的点云数据进行比较，对于边坡点云数据分析比较的研究大体可分为两类：一类属于提出算法并自主编写程序进行分析[4-6]，刘昌军等[7-11]取得了丰硕的成果；……