本书结合测绘学和工程地质学的需求和相似性，在总结和分析目前常用的几种岩体结构面提取方法相关技术和理论的基础上，探讨了地面Lidar测量的特点和测量步骤以及该研究方向现有方法的局限性和不足，针对地面Lidar扫描测量的技术先进性和岩体点云数据的几何特点，利用点云配准和点云分割的思想，建立了一套岩体点云数据配准、组织、提取的理论体系和处理方法，提出了从地面Lidar点云中提取岩体结构面的解决方案。本书通过两个典型案例的分析验证了该方法的有效性、可靠性和可行性。通过产状进行精度分析比较，说明采用本书提出的方法获得岩体结构面的思路是切实可行的，其精度可以满足生产需要。

第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 岩体结构面自然特征的空间描述
1.2.1 岩体结构面的主要类型
1.2.2 岩体结构面的产状特征
1.2.3 岩体结构面的迹长
1.2.4 岩体结构面的间距
1.2.5 岩体结构面的小平面特征
1.3 岩体结构面提取方法的研究现状
1.3.1 岩体结构面提取的现状和方法分类
1.3.2 基于地面Lidar测量的岩体结构面提取方法
第2章 地面Lidar测量和岩体结构面提取步骤
2.1 三维激光扫描仪的分类
2.1.1 机载三维激光扫描仪
2.1.2 车载三维激光扫描仪
2.1.3 地面三维激光扫描仪
2.1.4 便携式三维激光扫描仪
2.2 地面Lidar测量的原理
2.2.1 扫描原理
2.2.2 测距原理
2.2.3 定向原理
2.3 地面Lidar测量的特点
2.4 地面Lidar测量的基本流程
2.5 地面Lidar测量岩体结构面的步骤
2.6 本章小结
第3章 岩体点云数据的精确配准方法
3.1 点云配准方法比较
3.1.1 基于人工标靶的点云配准
3.1.2 基于ICP及其改进算法的点云配准
3.1.3 基于整体思想的点云配准
3.2 岩体点云精确配准的粒子群改进算法
3.2.1 基本原理
3.2.2 配准准则
3.2.3 PSO改进算法
3.3 配准算法实验
3.3.1 实验设计与结果
3.3.2 实验结果分析
3.4 本章小结
第4章 基于RANSAC的岩体结构面提取方法
4.1 岩体点云数据结构面提取基本原理
4.1.1 结构面及产状的定义
4.1.2 空间平面的法向量与岩体结构面的关系
4.1.3 常规RANSAC算法提取岩体结构面原理
4.1.4 主要技术路线及流程
4.2 岩体点云数据的高效组织索引方法
4.2.1 单站地面Lidar点云数据结构
4.2.2 岩体点云数据四又树-八叉树联合索引方法
4.3 岩体点云数据结构面提取
4.3.1 基于四叉树-八叉树联合索引的法向量计算与聚类
4.3.2 改进的RANSAC算法提取结构面
4.4 岩体激光扫描的误差影响分析
4.4.1 设站点与岩体间距离的影响
4.4.2 扫描角度和倾斜的影响
4.4.3 岩体反射表面粗糙程度的影响
4.4.4 激光光束发散的影响
4.4.5 坐标系统转换的影响
4.4.6 测站的仪器架设和后视定向误差的影响
4.4.7 望远镜放大倍数的影响
4.5 本章小结
第5章 系统实现
5.1 需求分析与总体设计
5.1.1 系统主要功能模块
5.1.2 点云数据管理模块类图设计
5.2 原型系统数据处理流程
5.2.1 处理流程
5.2.2 关键步骤
5.3 主要功能设计及其实现
5.3.1 系统界面
5.3.2 点云数据的录入与保存
5.3.3 岩体结构面的提取
5.4 本章小结
第6章 典型案例应用与分析
6.1 实施方案
6.2 案例一
6.2.1 工程概况
6.2.2 岩体结构面的提取结果及分析
6.3 案例二
6.3.1 公开数据概况
6.3.2 已有研究成果分析
6.3.3 结构面提取结果对比分析
6.4 本章小结
第7章 结语
参考文献