地面三维激光雷达在坝区地形测量中的应用研究

在利用三维激光扫描仪器进行坝区地形的勘测时,会因为环境因素和机器设备因素而产生各种数据误差。来自外界环境的影响主要是物体的反光和环境的限制性影响。而因仪器测量产生的各种误差现象会存在于平常三维激光任务作业中,这就对工作人员的操作水平和业务技能提出了更高的要求。此外,当操作人员进行测站坐标系的确定和相关数据的收集和修正时,必须结合不同的观测站来进行数据的整合和参数的调整,只有这样才能最大限度地提高整个坐标控制点的精准度,使其与实际的测站坐标系具有同一性。基于此,文章对地面三维激光雷达在坝区地形测量中的应用进行研究,研究结果可供开展类似测量时参考。

地面三维激光雷达在坝区地形测量中的应用

针对叶巴滩水电站相对高差大、地势陡峻、存在大量倒悬崖深“V”型峡谷等复杂地理特点,采用地面三维激光雷达技术进行坝区地形测量,生成1∶1000、1∶500比例尺的数字高程模型(DEM)和数字线划图(DLG),并应用于土石方量计算。应用表明,地面三维激光雷达技术安全、精准、高效,所获取的数据内容丰富,细节特征提取自动化程度高,在大高差、倒悬崖等特殊复杂场景下具有明显应用优势。

相位式地面三维激光雷达实验室检校

建立了地面三维激光雷达系统误差的基本模型和参考模型,推导了平差模型。综合物理意义和经验的系统误差,利用实验室检校场,对相位式地面三维激光雷达FARO Focus3D进行了检校实验。实验得到了FARO Focus3D的系统误差改进模型,并验证了其有效性。

基于厚度恒定法测定沥青路面空隙率

为了更快速、有效地测定沥青面层的空隙率,基于厚度恒定法反算介电常数,通过回归分析建立了介电常数-空隙率模型,对空隙率的预测值与实测值进行对比分析。结果表明:预测值与实测值吻合良好。基于厚度恒定法利用三维地面雷达测定介电常数与空隙率切实可行;该方法克服了三维地面雷达不能快速有效测出沥青面层空隙率的局限性。

基于地面激光点云数据的NURBS曲面重建

通过研究相关理论和方法,提出一个直接针对散乱点云数据重构NURBS曲面的解决方案,即依据点云分块及其拟合的四边界,构建孔斯曲面作为基面,通过基面投影实现散乱点云的参数化,并以最小二乘法完成分块数据的NURBS曲面拟合。曲面验证实例表明,通过该方法所拟合的NURBS曲面是有效的。