基于无人机倾斜摄影测量三维建模的区域黄土滑坡识别及特征分析

【研究目的】黄土滑坡是黄土地区人居与城镇建设安全的重大隐患。滑坡识别是滑坡灾害及其他研究工作的基础,因此基于无人机倾斜摄影测量三维建模从不同维度、不同视角直观快速地识别黄土滑坡并进行特征参数提取,能够为黄土滑坡风险识别及风险管理精细化研究提供技术支撑。【研究方法】以宁夏回族自治区固原市彭阳县红河镇西南部的黑牛沟村为研究区,采用无人机倾斜摄影测量数据获取、三维建模、现场验证结合地统计学分析,开展了区域黄土滑坡识别及其特征参数提取和分析。【研究结果】基于三维实景模型确定并分析研究区沟谷沿线地貌凹陷区是否存在陡壁及其周界形态,结合色调、纹理和微地貌等标志实现了黄土滑坡识别,共圈定了23个滑坡,结合现场验证移除2个非滑坡点,最终确定了21个滑坡;滑坡密集分布在主沟和支沟沟口,多呈对滑的形式出现在沟谷两侧且具有群发性;大型及特大型滑坡占比达到57.14%,滑坡的滑动方向主要以西南(阳坡)、东南(半阳坡)为主,相对高差集中在80~120 m,滑坡体坡形多呈凹形坡,滑坡体坡度主要集中在20°~30°;滑坡体土地利用类型主要为植被,其次为裸地,也有一部分为农田,道路和河流占比极少。【结论】基于无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型可从多维度、多视角精确快速地识别区域黄土滑坡,并分析其相关特征参数,能够弥补当前二维平面遥感影像存在的不足;还能够为滑坡易发性、危险性、易损性及风险评估等相关研究提供数据支撑。

基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法的开采沉陷监测与预计

为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计,将无人机倾斜摄影测量技术与支持向量回归算法(Support Vector Regression Algorithm,SVR)相结合,对赤峰市六家煤矿采区沉降量进行了监测与预计,并将预计结果与GPS实测结果进行了对比。结果表明:GPS实测矿区10 d测量沉降量为0.2~15.8 mm,东西南北区平均沉降量分别为51.2、31.5、46.6、130.8 mm,北侧沉降量分别为东、西、南侧的2.55、4.15、2.81倍,矿区北侧为沉降严重区,需要进行重点监测并制定合理有效的防治措施。基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法预测的矿区东西南北区累计平均沉降量分别为49.4、31.5、45.8、134.6 mm,所有测点2种测量方式所得相对误差均在5%以内,反映出所提方法预计精度较高,为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计提供了参考。

基于无人机摄影测量的建筑表皮光伏设计与效益评估

在建筑表皮部署光伏(PV)是有前途的策略,可以使建筑生产可再生能源并实现社会的碳中和目标。当前缺乏用于光伏建筑集成设计和效益评估的建筑精细化实景建模方法,难以对光伏的产能和视觉效果进行详细分析,形成合理方案。以无人机倾斜摄影测量技术为基础,结合参数化分析和美学设计方法,探索出用于建筑表皮光伏设计和效益评估的整体性方法。对天津市一教育性建筑进行了案例研究,得到了优化的光伏组件部署方案和产能潜力评估结果。为今后更多建筑的屋顶、立面光伏设计提供理论依据和方法借鉴。

基于三维激光扫描技术的无人机倾斜摄影测量三维建模研究

随着“智慧城市”“数字城市”建设受到人们的广泛关注,人们对地理空间表达的完整性和真实性有了显著的提升。相比传统的无人机摄影测量技术,无人机倾斜摄影测量技术可以获取多角度的侧面纹理数据,建模效果更真实。但无人机的采集数据方式缺少建筑物内部和底部数据。利用三维激光扫描技术可以快速获取大量点云数据,但地面站采集缺少建筑物顶部数据。单一的数据源都存在缺点,两者可以实现优势互补,再由地面近景摄影测量进行补拍。实现多源数据融合,将会极大提高三维建模的精度和效率。对多源数据融合进行了研究,并将研究成果应用于智慧校园实景三维建模。采用Context Capture处理影像进行三维建模,并通过验证取得了良好的效果。

基于数字摄影测量的馆藏文物三维重建方法研究

为了降低人为操作对文物的损害风险,需开展馆藏文物三维重建方法的研究,以通过数字化技术的应用实现对文物的非接触性记录和数字化保存。目前,现有的三维重建方法存在重建图像的清晰度较低,还原度较差等缺点,因此本文提出了一种基于数字摄影测量的馆藏文物三维重建方法。首先对馆藏文物进行图像采集;然后提取文物的特征点,并通过匹配馆藏文物影像来获取对应关系;再采用不规则离散点构建三角不规则网格(TIN)来建模文物的三维形状;最后,为进一步提高重建效果,进行纹理映射,将高质量的图像纹理信息应用到三维模型上。经过测试和分析,验证了所提出的方法在馆藏文物的三维重建中具有良好的整体效果,分辨率可达到预期的2800像素×2800像素。该方法可为文物修复工作提供可靠的参考依据。

无人机航空摄影测量的应用及GCP布点方法分析

1839年法国人达格雷(Daguerre)和尼普斯(Niepce)拍摄了第一张照片,摄影技术诞生。1903年美国人莱特兄弟的飞机试飞成功,航空摄影测量有了飞行平台。在飞机上使用相机对被摄物体进行连续摄像,通过研究单张或多张相片的位置关系,通过投影变换得到被摄物体的正射影像。由于输出的影像可以量测,信息丰富,不用近距离接触被摄物体,几乎不受地理条件和自然条件的限制,影像信息更新速度快,最初被广泛用于军事侦察和地形测绘,并逐渐发展为一门学科-摄影测量学。

基于倾斜摄影测量的校园建筑物三维模型构建

无人机和倾斜摄影测量技术的发展,极大地提高了三维实景建模的精度和效率。基于无人机倾斜摄影测量技术,构建高精度可量测的河北水利电力学院实景三维模型。根据河北水利电力学院区域情况布设10个像控点和16个参考点,利用DJI Phantom 4 RTK进行倾斜摄影测量,构建了校园实景三维模型,分析并解决了空中三角测量后模型破裂、断层和建筑物过高倾斜摄影测量数据采集不完整等问题。为了解决图书馆楼由于楼层过高产生的空洞问题,单独进行了贴近摄影测量获得了高精度单体模型。分别从相对精度和绝对精度上对修复后的模型进行精度分析,得到了平面中误差为3.6 cm,高程中误差为5.1 cm的实景三维模型。

基于摄影测量的三轴土体剪切带演化规律

为实现土样局部变形的定向研究,同时优化土样的变形测量精度,将数字图像测量与三轴试验结合,在不对仪器做大型改造的条件下,运用摄影测量技术改良试验.以桂林地区红黏土为研究对象,试验全程对土样全表面进行受力变形监测,并还原土样的三维重构模型,以此研究其应力应变关系、局部应变特性、剪切带演化规律.研究结果表明:(1)土样表面的剪切带内外区域具有截然不同的变形特征,带外区域变形较为均匀且变形量趋于稳定,而带内区域变形不均匀且变形量不断加剧;(2)根据土样表面不同区域间的局部应变差异,确定了剪切带开始形成、停止扩张及完全贯穿的临界状态,提出了一种判别剪切带发展阶段的方法;(3)根据判别方法,将剪切带的演化过程拆分为压缩变形、表面扩张、延伸贯穿、相对滑移四个阶段,并分析了各个阶段不同的变形规律与破坏机理.经摄影测量技术改良的三轴试验,能够得到更准确的土体局部本构关系和变形特性,为探索土的应变局部化现象提供了一种精确且经济的研究方案.

双相机工业摄影测量系统测量场误差分析与现场评定方法

针对双相机工业摄影测量系统不同应用场景下实测精度与标称精度不匹配的问题,对系统网形结构进行了深入研究。通过研究发现:当物方测量点交会角大于45°,测量点与基线水平夹角介于28°~68°,竖直视角不超过23°,且测量点位于双相机工业摄影测量系统纵深方向[0.4B,1.3B]范围内时,测量点的精度较高,超过该范围,测量点的误差将变大。本文基于以上结论提出一种采用双相机工业摄影测量系统对测量场内规定位置标准尺长度测量,通过比较标准尺测量值与标称值差异,快速评定系统测量场精度的方法。试验表明,该方法能够快速准确地评定双相机工业摄影测量系统测量场精度,对于保证系统现场作业质量,提高现场作业效率具有重要指导作用。

基于无人机摄影测量的矿区地形三维重建及精度分析

矿区地形三维重建对于矿区地形分析及安全生产具有重要意义。针对传统重建方式存在效率低、数据更新速度慢、成本高等问题,提出了一种基于无人机摄影测量技术的矿区地形三维重建方法。该方法使用无人机进行低空拍摄,利用SIFT特征点匹配算法得到一系列匹配点,利用特征提取、空三测量、多视影像密集匹配技术,生成不规则三角网格和纹理映射,实现对矿区地形三维模型的自动重建。试验结果表明:在足够数量和合理选取地面控制点的情况下,所提方法可以获得较高精度的矿区地形三维重建结果;三维模型重建可以全面呈现矿区地形整体形态和局部细节特征,同时具有高效和低成本等优点。所提方法可为矿区环境保护及相关分析提供更准确、高效、可靠的地形信息数据源和技术支持。

摄影测量技术在脊柱侧凸诊疗中的应用进展

脊柱侧凸又称脊柱侧弯,是以冠状面偏离、矢状面失衡、水平面旋转为特征的三维畸形[1]。根据发病原理主要分为原发性(特发性)脊柱侧凸(idiopathic scoliosis,IS)和继发性脊柱侧凸(nonstructural scoliosis,NS)[2],其中IS更会导致运动、步态障碍及心理问题[3-5]。

基于Cesium的无人机倾斜摄影测量数据二三维一体化展示技术研究

为实现二维与三维数据的标准化采集与可视化展示,满足集成管理需求,本文基于无人机倾斜摄影测量技术,构建了一套涵盖外业数据采集、内业数据处理及成果展示的全流程解决方案。通过飞前检查、像控点布设及航线规划,确保影像数据的质量。设计数据处理流程,采用专业图像处理软件生成高精度二维正射影像与三维实景模型。依托Cesium开源框架,设计并实现了一种高度交互式的二三维一体化展示系统。经验证,所生成的影像与模型精度达厘米级,符合我国1∶500比例尺标准,为工程测量与地震监测应急等任务提供了有效的数据支持。

无人机倾斜摄影测量在城市竣工测量中的应用

文章以无人机倾斜摄影测量技术作为切入点,分析该技术的测量原理、应用特点和系统组成结构,加强对无人机倾斜摄影测量技术的全面掌握,奠定技术应用推广基础。并重点阐述无人机倾斜摄影测量技术在城市竣工测量项目中的实践应用方法,以测量流程步骤、操作要点、注意事项作为阐述重点。旨在依托无人机倾斜摄影测量来打造新一代城市竣工测量技术体系,推动测量水准、作业效率和成果质量全面提升。

摄影测量局部场景稳健合并的并行式运动恢复结构方法

针对并行式运动恢复结构(SfM)在局部场景合并时稳健性差的问题,提出一种摄影测量局部场景稳健合并的并行式SfM方法。对整个场景的影像关联图进行分块及扩展处理,得到相互重叠的子区块,并利用一种改进的增量式SfM方法生成局部场景重建结果。在局部场景合并时,首先利用局部场景的重叠关系构建子区块关联图,并以子区块三元组为单元,进行粗差剔除;然后,利用子区块三元组的代数性质,优化得到更符合几何一致性的子区块间的相对变换;最后,从上述结果中计算得到更准确的局部场景到统一坐标系下的尺度、旋转、平移变换。试验采用无人机影像,结果表明本文方法在局部场景合并时有更好的稳健性,而且SfM结果的精确度也要优于其他并行式方法和COLMAP,在摄影测量和实景三维重建中有较大的应用潜力。

多摄影测量技术融合在古建筑实景三维建模中的应用

古建筑三维建模是通过数字化手段采集古建筑关键信息,可以为文化遗产保护和传承提供参考。传统的全站仪二维线划图数字化法已经无法满足精细发展需求。近年来,摄影测量技术得到广泛应用,该技术具有高分辨率、高精度、高效性和非接触性的优势,为保护和传承古建筑的文化价值提供了重要的技术支持。本文融合倾斜摄影测量与近景摄影测量技术,通过实际工程应用进行探讨分析,研究结果对古建筑数字化遗产保护具有重要参考价值。

无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中的应用研究

随着现代工程测量事业的快速发展,无人机倾斜摄影测量技术的应用面临崭新局面,对测量过程与数据分析处理等提出了更高要求,应总结相关技术路径,提升测量质效。基于此,本文首先介绍无人机倾斜摄影测量技术应用现状,分析了无人机倾斜摄影测量技术的实践价值。在探讨无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中应用方法的基础上,结合相关实践经验,探讨了无人机倾斜摄影的三维建模方法。

地面激光扫描与无人机摄影测量结合的地形测量探讨

航空摄影测量和激光扫描是大比例尺地形测量的常用方法,但当测量对象存在遮挡时,不可避免会产生数据阴影。将地面激光扫描和无人机摄影测量结合,在地面激光扫描数据覆盖不足的地区,采用无人机点云进行有效补充,通过选取广东省西部某座陡峭山峰进行实验,生成地形高分辨率点云和数字高程模型,经检测,测量精度达到厘米级,该方法可应用于包含崎岖山地在内的大比例尺地形测量。

近景摄影测量在协作机械臂末端重复定位精度中的应用

针对协作机械臂末端重复性定位研究,从近景摄影测量的角度出发,使用基于角锥体原理的空间定位算法,完成了数据采集与算法验证工作。该方法具有设备组成简单、操作简单、使用效率高的特点,在具体的机械臂末端重复定位精度测试中具有一定的使用价值。

基于贴近摄影测量技术的大坝巡检方法研究

大藤峡水利枢纽是南水北调工程的重要组成部分,其安全运行对于保障水资源的合理利用和社会经济的稳定发展具有重要意义。然而,由于大藤峡水利枢纽的特殊性,其大坝巡检工作面临着许多困难和挑战。因此,如何提高大坝巡检的效率和准确性,成了当前亟待解决的问题。近年来,随着科技的发展,贴近摄影测量技术在许多领域得到广泛应用,其在大坝巡检中的应用也引起了人们的关注。

多摄影测量技术融合在大坝地质调查中的应用

大坝水利工程地质调查是全面、深入、准确地掌握工程建设区域的地质环境,为大坝设计、施工和运行提供科学依据,保障大坝水利工程的安全稳定运行的重要基础工作,传统人工实地调查效率低且危险系数高。本文基于倾斜摄影测量和贴近摄影测量技术获取坝区实景三维模型,通过实景三维模型解译判读坝区地质情况,分析其岩性、水文和地貌特征。结果表明:使用该方法可以解译大坝地质特征,对制定和实施地质灾害防范措施具有重要参考价值。