1 研究背景 1.1 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术是一种先进的高精度立体扫描技术，以其非接触式测量、高密度采样、高分辨率、高精度、全景化的优点，实现了由传统测量仪器单点测量到面域数据采集的跨越，成为获取空间实体表面数据和实现三维可视化的重要手段。

三维激光扫描系统主要涉及测距、扫描、测角、定向这四个方面。

其基本原理是通过测距系统获取扫描仪到待测物体的距离，再通过测角系统获取扫描仪至待测物体的水平角和垂直角，结合定向系统计算出待测物体表面点的三维坐标信息。

按照扫描系统的运行平台可以分为机载激光扫描系统、地面激光扫描系统以及手持式激光扫描系统；按照测距方式可以分为脉冲式、相位式、激光三角式以及脉冲-相位式四种类型。

1.2 多波束测深系统 多波束测深系统也称条带测深系统，它是利用声波在水下的传播特性来测量水深的。

安装于水下的声基阵向船底及两侧发射超宽声波束，并接收海底反向散射回波信号，根据各角度声波到达的时间和相位，就可以得到海底多个点的水深值。

多波束测深系统可在测量断面内形成十几个至上百个测深点，几百个甚至上千个回向散射强度数据，从而保证了较宽的扫幅和较高的测点密度；另一方面，较窄的波束、先进的检测技术和精密的声线改正方法的采用，也确保了测点船体坐标的归位计算精度，因而多波束测深，具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点。

1.3 点云数据及其特点 点云数据可定义为以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。

其特点主要可以概括为数据量庞大、密度高、带有扫描物体光学特征信息、立体化、离散性、可量测性、非规则性等。

这些特点使得点云成为抽象表达三维实体表面的常用数据，但也使得点云数据的后处理过程极为复杂、工作量较大。