【摘 要】
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三维激光扫描技术具有非接触测量，高分辨率、高精度、高效率，数字化采集，信息全面等优点，逐步应用于数字城市、虚拟考古、地形测量以及变形监测等领域。其中在变形监测领域，相比于传统变形监测技术，三维激光扫描技术监测方法能高效率、高精度地获取扫描对象表面的完整信息。通过扫描获得的点云数据包含海量建筑物表面点的三维坐标以及灰度颜色信息，可以详细表达建筑物的表面信息，在建筑物变形监测和形变量分析过程中具有巨大
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三维激光扫描技术具有非接触测量，高分辨率、高精度、高效率，数字化采集，信息全面等优点，逐步应用于数字城市、虚拟考古、地形测量以及变形监测等领域。其中在变形监测领域，相比于传统变形监测技术，三维激光扫描技术监测方法能高效率、高精度地获取扫描对象表面的完整信息。通过扫描获得的点云数据包含海量建筑物表面点的三维坐标以及灰度颜色信息，可以详细表达建筑物的表面信息，在建筑物变形监测和形变量分析过程中具有巨大的应用潜力。
本文针对三维激光扫描应用于建筑物变形监测时的一些方法进行了深入研究，包括基于拟合参数比较、基于点与点比较、基于点云与点云比较、基于点云与格网模型比较以及基于格网模型与模型数据比较等几种变形分析方法。在利用点云数据进行变形监测的过程中主要包括点云预处理、点云配准、点云数据拟合与分割以及建筑物变形分析等几个方面。围绕这几个方面本文主要进行了以下研究工作：
(1)点云数据预处理方面，本文涉及八叉树，KD树等点云存储及搜索结构，在去噪过程中主要应用了直通滤波去噪、离群点去噪等方法对原始点云数据进行了处理。
(2)点云配准方面，深入研究了采样一致性初始配准方法和迭代最近点精确配准方法，并结合使用上述两种配准方法实现了对实验数据的自动配准，通过与基于靶球配准方法的配准结果进行比较验证了自动配准方法的精度。
(3)点云数据拟合与分割方面，基于随机采样一致性拟合算法对平面靶标点云数据和圆柱形地铁隧道数据分别进行了平面提取和圆柱提取。
(4)建筑物变形分析方面，本文结合实验数据对基于拟合参数比较分析变形、基于点比较分析变形、基于点云数据比较分析变形、基于点云数据与格网数据比较分析变形以及基于格网数据与格网数据比较分析变形等几种方法进行了应用与结果分析。
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