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西安科技大学
硕 士 学 位 论 文
三维激光扫描技术在路基沉降监测中的应用研究









专业名称：测绘工程
作者姓名：曹增增
指导教师：胡荣明；姜雁飞
学 位 论 文 独 创 性 说 明
本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得
研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体
已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学
位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
做了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名： 日期：
论文题目：三维激光扫描技术在路基沉降监测中的应用研究
工程领域：测绘工程
硕 士 生：曹增增 （签名）
指导教师：胡荣明（校内） （签名）
姜雁飞（校外） （签名）

摘 要
三维激光扫描技术作为测绘领域的一门新兴技术，该技术与传统测绘技术相比有非
接触测量、数据采样率高、高分辨率、高精度、全景化扫描等特点。随着三维激光扫描
技术的不断发展和进步，目前已经逐步成为广大科学研究工作者和工程技术人员解决问
题的新手段，为科学研究和工程应用提供更全面、更准确的基础数据。本文主要是对三
维激光扫描技术在路基沉降监测中的应用进行研究，改变传统预先布设监测点进行路基
沉降监测的方法，通过对实验区域获得的点云数据进行处理和分析，获取实验区域的路
基更加全面的沉降信息。
本文首先阐述了三维激光扫描技术在路基沉降监测中的应用研究的背景和意义以
及该技术的国内外研究现状，并对三维激光扫描技术进行了详细的介绍，主要包括其仪
器的工作原理、技术特点等，分析了影响三维激光扫描仪获取点云数据精度的因素并进
行了实验研究。根据本文的研究目的以及实验区域的现场情况，制定了详细的监测方案
并获取了实验数据。按照数据处理的要求利用 Cyclone 软件对实验区域获得的点云数据
进行了拼接和去噪等预处理工作。针对点云数据的特点本文提出了一种格网分析法，在
MATLAB 中利用插值的方法计算每一期数据的格网交叉点的坐标值，通过对比不同时期
获得的点云数据对实验区域路基的沉降情况进行分析。经过分析比较发现传统水准监测
的结果和三维激光扫描仪获取点云数据的处理结果基本一致，说明研究三维激光扫描技
术在路基沉降监测中的应用有很大的科学研究价值和社会经济意义。
关 键 词：三维激光扫描技术；路基沉降监测；点云数据；变形分析
研究类型：应用研究
Subject: The Research and Application of 3D Laser Scanning Technology in
the Monitoring of Subgrade Settlement
Specialty : Surveying Engineering
Name : Cao Zengzeng （Signature）
Instructor : Hu Rongming （Signature）
Jiang Yanfei （Signature）