摘要
三维激光扫描(Three-Dimensional Laser Scanning)技术又称实景复刻技术，与传统的单点测量技术不同，三维激光扫描仪可以通过远距离、高精度、非接触、高效率的工作方式快速获取复杂场景的密集点云，点云中包含着被扫描对象表面的三维坐标、强度、反射率、色彩等信息，为构建物体的三维模型提供了一种全新的技术手段，因此被应用在三维重建、城市规划、文物保护、智能交通、灾害监测等领域。 随着三维激光扫描技术的发展，该技术已经成为获取空间地理信息数据的重要手段，点云也成为空间地理信息数据的重要组成部分，极大的丰富了空间地理信息数据库的数据源。但是点云的精度评定一直面临着巨大的挑战，相比其它的空间地理信息数据源，三维激光扫描仪获取的点云体量巨大，数据处理过程复杂繁琐，点云从数据获取阶段开始就引入了不确定性，在数据处理过程中不确定性会累积传播，影响了点云数据和点云产品的质量，因此有必要对点云的不确定性进行评价。在点云不确定性研究领域，对点云空间对象的不确定性研究较为缺乏，故本文提出使用点云中的基本空间对象三维点/直线/平面评价整体点云的质量，运用不确定性的相关理论，分析点云空间中三维点/直线/平面的不确定性，推导了三维点/直线/平面的不确定性模型，本论文的研究包括以下几个方面: （1）点云空间对象特征参数不确定性模型的构建。点云中的三维点/直线/平面使用最少的特征参数表达，并推导点云空间对象特征参数的不确定性模型。 （2）点云空间对象不确定性传播模型的构建。在实景三维中国建设大背景下，为了保证地理空间数据坐标参考一致，在测量领域中一般将地理空间数据的坐标系统统一到地理参考坐标系中使用，所以本文推导了点云在地理化过程中不确定性传播模型。 （3）点云空间对象不确定性可视化模型的构建。通过研究三维点/直线/平面的不确定性矩阵，从不确定性矩阵中抽象出来三维空间对象的可视化指标，对三维空间对象的不确定性进行可视化，并对可视化后的图形加入色彩信息。 （4）点云空间对象不确定性的应用。本文对三维点和三维直线的不确定性应用进行了介绍。在三维点不确定性的应用上，推导了三维点在任意平面上的位差公式，三维直线的不确定性主要介绍了三维直线的不确定性在建筑物倾斜变形中的应用。
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