文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
基于坐标增量的点云数据精简压缩分析与实践

专业名称：测绘工程
作者姓名：孙鹏飞
指导老师：陈秋计；杨双斌
论文题目：基于坐标增量的点云数据精简压缩分析与实践
专业：测绘工程
硕士生：孙鹏飞（签名）
指导教师：陈秋计（校内）（签名）
杨双斌（校外）（签名）
摘要
三维激光扫描技术是目前测绘工程领域中一个新的研究热点。三维激光扫描仪同时
又是逆向工程建模的重要工具之一，被广泛地应用于计算机视觉、医学、工业制造、土
木工程应用等领域。三维激光扫描技术的应用关键是：首先获得目标物体表面的点云数
据，然后对这些点云数据进行后处理，最后获得最终的成果。本文较为深入地研究了三
维激光扫描技术及其数据处理的基本理论和方法，尤其是数据处理理论中的数据精简压
缩方面进行了较为细致的实验研究。
首先，介绍了研究本课题的背景与意义，三维激光扫描技术的现状及其应用领域，
接着详细论述了三维激光扫描系统的组成，及其工作原理，并对三维激光扫描系统的误
差做了具体的分析。通过对扫描点云数据特点的分析和点云数据处理流程的总结，然后
着重介绍了数据处理中数据简化的几种典型点云精简压缩方法，包括随机采样法、包围
盒法、区域重心压缩法和曲率采样法。在此基础上提出了基于坐标增量精简压缩的新方
法。为了能及时、快速地对所取得的数据进行处理，结合 MATLAB 语言编制了数据精
简压缩的相应程序，在编程实现上述算法的基础上提出了一种简单实用的新方法——基
于坐标增量的精简压缩算法，首先结合实地扫描得到的点云数据进行实验，验证了此方
法的可行性，最后，将上述方法与区域重心压缩法、曲率采样法进行实验比较，分析各
种方法的优缺点及其各自的适用条件。
本文的创新点：（1）提出了基于坐标增量的精简压缩算法，并验证了其可行性；
（2）在 MATLAB 上实现了几种典型的点云数据精简压缩算法；（3）点云数据精简压
缩算法的应用分析，着重对上述压缩算法做了对比分析。
关键词：三维激光扫描技术；点云数据；精简压缩；基于坐标增量的算法；三维模型
重建
研究类型：应用研究
Subject ：Streamlined compression analysis and practice of point cloud
data based on coordinate increment
Specialty：Surveying and Mapping Engineering
Name ：Sun Pengfei （Signature）
Instructor：Chen Qiuji （Signature）
Yang Shuangbin （Signature）
ABSTRACT
3D laser scanning technology is a new resea