室内无人机在地下空间测绘中的应用研究

随着各行业对无人机应用需求的快速增长及相关技术的发展,室内无人机应运而生,其可以摆脱全球导航卫星系统(GNSS)信号定位的限制,依靠视觉和激光雷达(LiDAR)等技术进行自身的空间定位,在仓库巡检管理、物流、室内空间巡查、地下空间数据采集、应急测绘等领域有广阔的应用前景。本文以某地下车库为例,介绍了搭载LiDAR的室内无人机在地下空间测绘中的应用,通过多架次飞行获取从地上到地下车库连续空间的三维激光点云,并详细介绍了外业飞行、点云配准拼接、平立剖图绘制等整个过程及注意事项,为室内无人机在地下空间测绘中的应用提供了有益的借鉴。

历史城区基础信息获取与应用关键技术研究--以青岛市为例

基于历史城区管理工作需要各类基础信息作为支撑的背景,以青岛市为例,围绕技术标准建设、信息获取与处理、数据库建设等内容进行了研究,总结了一套关键技术方法,同时提出了采用二三维一体化技术,通过研发管理信息系统,实现了各类基础信息的高效集成管理与应用,为国内其他城市开展历史城区管理工作提供了技术方法的参考。

城市地下管线信息系统关键技术研究

当前,全国正在开展地下管线普查与信息化建设工作,本文结合青岛市地下管线信息化建设工作,在开展了大量研究与实践的基础上,针对地下管线信息系统建设的关键技术提出了一些新的方法与思路,为国内其他城市开展类似工作提供了方法与思路的参考。

面向地理实体的三维地形构建技术研究

地理实体与三维场景是实景三维建设中的两个重要对象,其成果均需搭载在三维平台里进行展示与分析应用,两者在三维空间无缝套合是实现实景三维空间优化展示与精确分析应用的基础,提出以机载点云为主要数据源,并提取建筑物等地理实体的底部轮廓线,参与点云的融合计算并构建DEM,将DEM叠加正射影像来表达三维地形,介绍了机载点云滤波、分类的关键步骤,以及基于分类后的地面点云融合地理实体特征线构建DEM的方法,为类似实景三维建设项目提供借鉴经验。

手持式移动三维激光扫描仪在地下空间普查中的应用研究

手持式移动三维激光扫描仪采用SLAM定位技术,相对于车载或背负式移动扫描仪具有体积小、重量轻、便携等优点,采用ZEB-HORIZON手持移动三维激光扫描仪在地下空间普查中进行应用研究,对某地下车库进行测试,获取了三维激光点云数据,制作切片截取地下车库平面点云,并在CAD里绘制平面图,通过尺寸对比验证其精度。试验结果表明,该仪器获取的点云精度能够满足城市地下空间普查图件的绘制要求。

三维激光扫描技术在突发事故空间信息分析中的应用研究

三维激光扫描技术具有不接触、高密度、高精度和数字化等特点,可实现事故现场全息、全面、快速三维测量,根据事故现场扫描获取的点云,在后处理软件中可对现场三维点云的空间信息进行分析处理,提取有用数据为相关部门后续工作提供决策依据。采用三维激光扫描技术对某地路面塌方突发事故现场进行了应急保障测绘,介绍了其作业流程以及点云分析处理,各个测站的点云采用视觉追踪技术进行自动拼接,并根据拼接后的三维点云计算了塌方直径、面积、深度以及方量等空间信息。

基于三维激光扫描技术的地下隧道工程限界分析与应用研究

地铁是典型地下隧道工程,而作为地铁建设过程中必不可少的一环,限界测量分析是轨道铺设和设备安装的必备条件。限界分析往往需要提供隧道断面上特定位置点的相关数据,传统全站仪单点测量方式难以满足,而借助三维激光扫描技术,则可以获得整个隧道的空间形态,提取任意位置的几何数据;本文以RTC360扫描仪获取的青岛地铁1号线高精度点云数据为基础,通过对点云数据拼接、绝对定向、去噪、裁切和抽稀等预处理,利用自主研发的隧道点云处理软件自动提取任意里程指定位置的限界数据并一键报表生产。相比全站仪测量方式,基于三维激光点云数据的地铁限界分析方法可以准确获取特定位置的数据,极大地提高内外业作业效率。

不动产登记的宗地体构建关键技术研究

结合我国当前城市土地立体化空间开发利用的现状,在不动产确权登记与管理过程中对宗地体模型构建关键技术提出了迫切需求,其核心为宗地体模型的快速构建。基于BIM技术围绕宗地体模型构建关键技术进行了探索研究与实现,并结合青岛市第三次国土调查市级信息系统建设进行了实践应用,取得了较好的应用效果,为下一步推广“以三维地籍为核心的土地立体化管理模式”提供了重要的关键技术支撑。

多技术融合的历史建筑动态监管方法研究

针对我国当前历史建筑档案资料不全、数字化和动态监管水平普遍较低等问题,依托青岛历史城区保护更新工作,应用新型测绘技术和新一代信息技术开展了历史建筑数字化采集、动态监测预警等研究。选取青岛栈桥王子饭店作为示范建筑,基于倾斜实景三维、激光扫描、BIM等技术生成历史建筑数字三维档案,在此基础上利用倾斜、裂缝、沉降和振动等传感器,构建包括数据感知、传输及预警分析于一体的历史建筑长期安全健康监测系统,有效地提升了历史建筑保护管理水平。

基于多源信息约束的工程地质三维可视化研究

通过研究基于钻孔数据的三维地质体自动生成技术,基于多源信息约束的地质体自动建模技术以及三维地质体与三维场景数据的融合技术,系统化地提出一套基于多源信息约束的工程地质三维可视化技术理论体系,实现工程地质体与地下管网、管廊、建筑等地下构筑物的无缝融合展示,为地下建设选址、工程施工、区域规划、地质防灾减灾等提供全空间立体三维数据,促进自然资源全域立体空间信息化的发展,服务智慧城市建设。

三维激光扫描技术在狭窄地下空间测量中的应用

对地下空间的测量是地下空间普查的重要环节,为地下空间开发利用提供基础资料。地下空间测量的重点和难点是建立地下空间基准,常规的测量是通过联系测量的方法,将地上空间基准引测到地下。但是对于狭窄的地下空间,常规的测量方法则很难或者无法使用。针对这种情况,本文使用一种基于三维激光扫描仪的测量方法,测站间通过公共部分进行连接,能够很好地进行空间基准的传递。同时,该方法的外业作业效率更高,采集的数据、信息更加全面。通过实际案例分析,基于三维激光扫描仪的测量方法能够很好地对狭窄地下空间进行测量。

地下管线普查数据接边关键技术研究

在当前全国开展地下管线普查工作的背景下,结合青岛市地下管线普查工作实践,面向地下管线普查数据,提炼和总结了一套高效、实用、流程化的数据接边技术,内容包括接边流程、接边原则、接边检查和自动接边等。研究成果可为其他城市地下管线普查工作提供借鉴和参考。

移动三维激光扫描系统在地下隧道工程病害检测中的应用

随着环境变化及结构劣化,地下隧道工程投入运营后不可避免会出现病害。如何快速准确获取地下隧道工程裂缝、渗漏水、管片错台等病害信息成为工程重点和难点。作为实景复制技术,三维扫描能够对扫描场景进行高精度的还原,基于多源传感器获取的地下隧道点云数据,借助智能识别算法及人工判读,进行深度挖掘分析,可以很好获取相关位置病害信息。以青岛地铁2号线为例,借助移动三维激光扫描(螺旋扫描)+线扫描相机+其他传感器等设备,探讨外业采集和数据处理过程关键技术方法,分析其在地下隧道工程病害检测及原始数据存档方面的综合应用,最终建立地下隧道三维信息数据库,实现快速检测和评估,从而预测隧道病害发展趋势,减少病害带来的损失,为类似项目提供了良好借鉴。

地下管线成果档案在普查中的利用和信息完善

介绍了地下管线已有成果的获取方式及存在的问题,在普查工作中,针对档案的形成过程和地下管线建设的实际情况,将测量成果进行了科学划分和深入分析,区分不同情况对成果的利用和信息完善作出了科学设计,有效利用并继承了历史成果,实现了对地下管线成果的准确传承和信息完善。

市政管线信息模型自动化构建关键技术研究

当前国内各主要城市正在推进BIM技术研究与应用,尤其是在建筑行业领域,已经收到很好的效果。随着我国轨道交通的大规模建设,大力促进和带动了周边地下空间的开发与利用,一些城市在其建设过程中,也开始推广使用BIM技术。市政管线作为地下空间的重要组成部分,在规划、设计、施工与管理阶段,都需要首先摸清和掌握其现状详细情况。传统的二维数据表达不直观,且难以表现其复杂的空间拓扑关系和满足BIM技术应用等要求。基于此,利用BIM技术,研究实现了市政管线信息模型自动化构建的关键技术,为市政工程项目推广使用BIM技术提供了技术支撑。

地下综合管廊三维可视化管理关键技术研究

近年来,全国正在大力推广地下综合管廊建设,在其投入使用后,将各种管线集中敷设在一个空间内,如何加强管理,充分保障其安全运行,将是一个很大的问题。针对城市地下综合管廊安全运行管理的技术手段,提出采用三维仿真与可视化的技术方法实现其综合管理,同时对关键技术进行相关研究,提出一套较为完整的信息化技术解决方案,为国内其他城市开展城市地下综合管廊的可视化管理工作提供参考。

青岛地铁1号线过海隧道高精度贯通测量方法研究

作为国内首条跨海地铁隧道,青岛地铁1号线建设进展备受各方关注,过海地铁区间全长约8.1 km,其中海域段长度约3.5 km,如何保证长距离跨海地铁隧道精确贯通,是建设过程中的关键工作,本项目通过GNSS静态测量、精密导线观测、高等级跨海水准联测等手段建立了高精度的空间基准,在土建施工过程中采用双导线布设方式进行地下导线测量,并采用高精度陀螺仪进行真北定向,对导线测量结果进行有效检核,最终过海隧道贯通测量精度为:横向贯通精度5 mm,高程贯通精度9 mm,高精度的贯通验证了测量工作的精准度,为其他长距离地铁隧道精确贯通提供了宝贵的借鉴经验。

基于三维激光扫描技术的空间坐标传递测量及工程应用

传统一井定向三维空间坐标传递方式对井口半径、井深等要求较高,平面坐标和高程分别通过悬挂钢丝和钢尺方法进行引测,此方法虽然可以做到高精度三维空间坐标传递,对于某些精度要求不高且现场无法满足一井定向条件的项目,三维空间坐标传递成为难点,有些甚至采用传统测量方式无法很好解决。三维激光扫描技术通过标靶坐标传递可以有效地将地面三维坐标引测到地下,且不需要将平面和高程分别引测,特别适用于井口直径较小、井深较浅的场景。本文以某地质勘探电力管廊项目为例,介绍三维激光扫描技术用于空间坐标传递的作业流程,分析作业过程中误差影响因素和提高精度方法,为类似工程提供了良好的借鉴作用。

长距离过海隧道高精度三维空间基准传递与贯通测量分析

作为第一条长距离过海隧道,青岛地铁1号线胶州湾海底段全长3.4 km,如何保证海底隧道的准确贯通成为施工的关键。本文采用GNSS静态观测、精密导线测量及高等级跨海高程联测方式建立高精度三维空间基准,探究影响隧道贯通的误差来源,应用误差传播定律对贯通精度进行估算,提出以交叉双导线加测陀螺边引测平面坐标和方位角、斜井高等级几何水准方式传递高程的测量方案。通过实际测量,1号线过海段水平贯通误差为5.2 mm、高程贯通误差为9.0 mm,验证了测量方案的准确性,为长距离过海隧道工程提供有益借鉴。

基于移动激光扫描点云的地铁隧道限界测量及应用研究

地铁隧道在长期运营后,由于受各种不均匀的外力影响,地铁隧道空间结构会发生变形,需要定期对隧道空间结构进行限界测量,以评估隧道当前空间形态是否满足行车安全要求。传统限界测量主要采用全站仪或架站式扫描仪,全站仪采集点位数量少、效率低,架站式扫描仪数据冗余度大,处理工作量大。研究基于移动激光扫描点云的地铁隧道限界测量检测方法,通过系统自动行驶,快速均匀地获取地铁隧道激光点云,并基于行进距离及设计等信息匹配程,从而分析相应里程的限界情况,以青岛地铁2号线为例,介绍了基于移动激光扫描系统在地铁隧道限界测量中的应用情况,为地铁运营期的隧道健康维护提供借鉴参考经验。