地面激光扫描点云与无人机影像点云融合应用

通过建立高精度的桥梁三维点云模型,检查桥梁病害情况并拟合绘制出桥梁线形。首先以无人机近景摄影、环绕飞行、井字飞行获取某双线特大桥梁主体与细部纹理数据,然后将不同航线采集的数据在Context Capture软件里面进行三维重建,将桥梁主体与细部影像融合生成完整桥梁点云1。运用Trimble SX12仪器完成对桥梁一体化扫描,获得完整桥梁点云2。提出基于双向KD-tree优化的ICP(Iterative Closest Point)算法对无人机航摄桥梁点云1与地面激光扫描桥梁点云数据2进行配准融合,加密后的桥梁点云用于建立运营铁路双线特大桥精细化三维实景建模。提出基于KD-tree的PCA(Principal Component Analysis)算法完整提取出桥梁吊索点云,运用最小二乘法拟合出桥梁拱轴线线形、RANSAC算法拟合出桥面线形。通过与单一无人机、单一地面激光扫描精度及完整性对比分析,以验证融合建模的有效性。研究结果表明:融合建模的模型水平精度1.71 cm、垂直方向精度1.25 cm,较单一无人机建模精度在水平与竖直方向分别提升16.59%与20.89%;融合建模的完整性为98.17%,纹理效果更加真实,并检查出桥墩存在蜂窝麻面、渗水等病害,拱肋存在涂装锈蚀、破裂等病害。该研究可为桥梁三维点云模型应用研究提供思路参考,具有较好的应用前景。

地面激光雷达扫描参数与点云简化对林木参数提取的影响

【目的】林木参数是森林蓄积量、森林生物量估算的基础指标,传统的人工调查方式费时费力,已难以适应新形势下数字化森林资源监测技术的要求。地面激光雷达扫描技术能够获取小尺度高分辨率的林分内部结构信息,为林分环境条件下林木胸径、树高提取提供一种新的思路。【方法】以芦头实验林场杉木林样地为研究对象,针对FARO Focus 3D X330三维激光扫描仪设计了7种不同的扫描组合方式对样地进行扫描,提出象限角点云简化思路进行参数提取和精度评价,探究不同扫描组合方式对林木胸径、树高参数提取精度与效率的影响。【结果】1)当扫描分辨率为1/2、质量为4X时,胸径参数提取精度最高;当扫描分辨率为1/4、质量为4X时,树高参数提取精度最高。2)在林木参数提取结果没有显著性差异的前提下,扫描分辨率为1/4、质量为4X的扫描参数工作效率最高。3)选取同时兼顾精度和效率的1/4扫描分辨率、质量4X的扫描结果,进行象限角点云简化,简化的点云能够准确地提取出林木胸径参数。【结论】研究结果对于具有相同或相似地理条件和树种的林地选择扫描参数和点云简化方式具有重要参考价值,可以提高内业工作效率,同时也为地面激光雷达野外样地调查提供方法和技术参考。

基于历史建筑修缮与保护需求的地面三维激光扫描仪点距精度实验分析

为研究地面激光扫描技术对历史建筑修缮与保护的实用意义,满足对历史建筑修缮与保护的需要,本文采用Focus3D X330地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning,TLS)对扫描距离、水平入射角2个影响因素进行点距精度实验分析,以扫描仪内外符合精度作为站点布设依据,寻求扫描仪的最佳数据区间,得到符合精度要求的高质量测量数据。实验结果表明,扫描距离在5—15 m内,内外符合精度中误差均不超过4 mm,超过15 m后内外符合精度中误差急剧上升且波动较大;水平入射角为75°—90°时,内外符合精度中误差均不超过2 mm,在15°时中误差出现最大值且波动大。上述结果可为历史建筑的修缮与保护所需的数据采集提供参考依据。

地面三维激光扫描技术在变形监测中的应用

信息时代到来后测量技术呈现数字化特点,市场上陆续出现了各种新型测量技术,这些新技术的应用范围广、效果佳,弥补了传统测绘技术在效率、精度方面的不足。地面三维激光扫描技术的优势明显,其技术原理及过程都决定了该技术在变形监测方面的重要作用。基于此,本文从地面三维激光扫描技术的基本概述着手,详细分析了该技术在变形监测中的流程及注意事项,对实际工作具有指导与借鉴价值。

地面三维激光扫描仪角度测量检校方法研究

使用地面三维激光扫描仪时,由于速度太快、使用寿命长等原因,其精确度会降低,故需检查地面三维激光扫描仪是否精确。在分析地面三维激光扫描技术原理及误差来源的基础上,针对Leica C10高精度地面三维激光扫描仪测角误差过程设计了检校实验,以Leica TS30高精度全站仪测量数据为参照,得到该仪器的水平角和竖直角测量误差。

自动化地面激光扫描仪校准实验室构建与应用

以地面激光扫描仪标称参数和实际参数的差异性为出发点,结合JJF1406-2013 《地面激光扫描仪校准规范》和JJF1033-2016《计量标准考核规范》的相关要求,提出并构建了自动化地面激光扫描仪校准实验室,实验室定制研发了径向距离示值误差记录器等多种校准数据记录软件和测绘仪器检定信息管理系统,并采用机械臂替代传统观测墩,实现了地面激光扫描仪自动化校准。实验室建成后为徕卡、天宝等多个品牌的地面激光扫描仪提供了自动、科学、高效、准确的校准服务,取得了一定的社会及经济效益。

三维激光扫描在地面沉降监测中的应用研究

地面沉降伴随着路面塌陷、隆起等破坏现象,传统的监测手段存在工作量大、耗时长、监测面不广等缺点。三维激光扫描技术突破了传统全站仪、水准仪等单点定位的测量缺点,对表面进行高精度、高密度、高速度扫描获取其三维空间信息。使用三维激光扫描技术监测,配合全景相机与激光融合技术,生成彩色三维点云,通过预处理以及后期建模、对比分析,最终得到地面沉降监测成果。本文以某个典型地面沉降点为例,分析了三维激光扫描技术应用流程,对采集到的不同期次的点云数据进行处理和对比分析,精度上升为毫米级,与传统二等水准测量成果相符。三维激光扫描技术提高了地面沉降监测的工作效率和工作精度,为地面沉降监测提供有效的解决方案。

探讨地面三维激光扫描技术在日常不动产测绘中的应用

本文首先介绍了不动产测绘工作的主要工作内容,其次分析了地面三维激光扫描技术的原理,再次解析了将地面三维激光扫描技术应用于日常不动产测绘工作中的动因。最后研究了日常不动产测绘工作中应用地面三维激光扫描技术的主要路径,从基本作业流程、外业控制点的布设、点云内业数据处理等方面详细论述,以期能够为相关人员提供参考。

地面三维激光扫描技术及运用分析

本文对地面三维激光扫描技术原理进行分析,相较于传统测量技术,前者在测量精准度与提高测量效率方面更具优势,且满足多点位、无接触、远距离测量需求。并从土方量计算、道路测绘等方面阐述地面三维激光扫描技术具体运用,使其在实际运用过程中准确把握该项技术要点,将其优势与作用最大限度地发挥,进一步提高测量工作效率和质量。

基于三维激光雷达扫描的地面平整度检测技术

本文将三维激光雷达扫描技术应用于地面平整度检测中。针对该技术,详细介绍其原理、检测方法、检测速度、精度和可行性。结果表明:该技术可大幅提升检测效率、降低人工成本、提升企业收益;相较于人工检测,该方法只需1人现场操作,大幅降低人工成本;基于三维激光扫描的地面平整度检测可提升工作效率50%以上,并且能获得待测表面所有数据;三维激光扫描的数据精度与测站距离有关,合理的布站方式可控制扫描误差在±2mm以内。本文研究成果与工程经验可为建筑结构检测向着智能化发展提供重要参考。

利用地面激光扫描与GPS数据进行大型土木工程测量的对比研究

本研究旨在比较地面激光扫描与GPS数据在大型土木工程测量中的应用,地面激光扫描技术以其高精度和全面性受到广泛关注,而GPS数据测量技术则因其便捷性和实时性备受青睐。通过精度、效率和适用性的比较分析发现地面激光扫描在精确性方面优于GPS数据,但在测量效率和适用性方面稍显不足。此外,深入探讨了两种技术在土地测量、建筑结构监测、土方工程量测算以及基础设施建设中的应用,为土木工程测量提供了更加全面和可靠的解决方案,并为未来研究和实践提供了有益的指导和建议。

固定式地面三维激光扫描技术在矿山工程测量中的工艺流程

三维激光技术是如今发展速度非常快的一项新兴产业,可以说是“除GPS外的另一项重要的技术革新”。利用这种技术可以实现对物体的空间几何信息的直接采集,具有高效率、高精度、无接触测量等优点,在施工过程中发挥了重要的作用。利用FAROFocus3DX130的地面3D扫描系统采集点云资料,并在FAROscene、CAD2013、Photoshop、3 DMax、VR虚拟现实等软件的辅助下,对点云进行数据的处理与分析。基于此,本研究以某矿床为例,完成了二维线划图、三维信息模型获取、挠度分析、埋件标高信息、构件布置图、三维模型建设等工作,并对三维激光技术在施工、竣工、改造、文物保存等方面的应用进行了探讨。研究结果表明,该技术为施工项目测量的可操作性提供了依据,并克服了施工过程中测量复杂、数据精度低、信息获取不完整等问题。

工程测绘中地面三维激光扫描技术的价值及实践

随着现代化城市建设的快速发展,地面三维激光扫描技术在工程测绘中的应用越来越广泛,其价值也在不断凸显。地面三维激光扫描技术在工程测绘中具有较为明显的优势,比如高精度、快速高效、非接触式测量等优点,成为当前工程测绘领域的重要测量手段。本文对地面三维激光扫描技术在工程测绘中的价值及实践进行了深入探讨,并阐述了其在三维建模和道路高程测量中的应用,以期为相关领域提供参考。

工程测绘中关于地面三维激光扫描技术的应用分析

传统的工程测绘方法存在测量周期长、精度不高等问题。为解决这些问题,研制许多新型的测绘技术,其中地面三维激光扫描技术就是一个典型的代表,该技术不仅可以快速、准确地测得地面的三维信息,而且也提高了工程测绘的信息化水平。基于此,为研究地面三维激光扫描技术在工程测绘中的实际应用情况,文章全面分析了地面三维激光扫描技术的原理、优势及工作流程,同时,也从地形图测绘、土方量计算和三维模型生成等方面对该技术的应用要点进行了研究, 研究结果表明,地面三维激光扫描技术在工程测绘中具有广泛的应用前景。

地面三维激光扫描技术在商业综合体中的应用

为了探索地面三维激光扫描技术在建筑工程中的应用,本文通过介绍地面三维激光扫描技术在建筑工程中的具体应用,分析了三维激光扫描技术的要点,并通过在核测竣工作业中应用的案例分析,验证了三维激光扫描技术具有高精度、高效率、非接触式测量和灵活性四大特点。研究结果表明:地面三维激光扫描技术的广泛应用将推动建筑工程领域向更智能、数字化方向发展,为行业发展注入新活力。

基于UAV与TLS的激光雷达扫描技术在地形测绘中的应用评估

无人机摄影测量(UAV)和地面激光扫描仪(TLS)技术已成为目前获取小尺度区域高时空分辨率地形数据的主要手段。采用消费级的iPad Pro 2021激光雷达来替代专业级TLS,以西北大学玉兰湖公园为研究区,采用“UAV+Apple激光雷达”方案来获取地物表面的三维点云数据,通过融合2种传感器获取到的点云,生成了细节更精细、误差更小的三维地形模型。根据迭代最近点算法评测,在理论重叠率100%的情况下,获取点云融合后的最小拟合误差(RMS),表明融合后的点云具有高匹配度和精度,同时具有UAV和激光雷达扫描技术的优点。在此基础上提出使用iPad Pro 2021的激光雷达传感器与UAV地形数据融合的思路,在融合误差和精度验证方面均有较好的效果,可为消费级激光雷达设备代替专业级TLS应用于高精度地表形变研究提供依据。

地面三维激光扫描数据多站配准方法

地面激光扫描设备凭借其良好的场地适应性、数据获取的稳定性优势,且随着设备的小型化、获取数据的高速化、数据配准的自动化等技术进步,越来越适应了更广阔的工程应用方向,也更频繁地应用于对精度要求比较高的大面积场景测绘工程项目和室内外一体化三维扫描项目。但在实际应用中,针对这种大面积场景测绘工程项目,通常需要布设上百甚至近千站的扫描测站,很难对这些上百甚至近千站的扫描测站数据进行准确的配准,最终获取无缝化的大范围整体点云成果。本文结合地面三维激光扫描技术的应用需求、点云数据特点和配准方法特性,分析在点云数据配准过程中与传统测绘工程原则的差异性,进而总结出一种大范围多扫描站的配准原则,并结合多个不同场景下的地面三维激光扫描应用项目对该配准原则进行了验证。

手持三维激光扫描室内停车场地面标识要素提取方法

为了满足停车场快速建图的需求,本文提出了基于手持激光点云的室内停车场地面标识要素的提取方法。首先,为减少要素提取对内存空间的需求,将整个点云以规则网格进行划分;其次采用RANSAC平面拟合的方法提取每个网格内的地面点云;然后为提取地面标识要素,根据地面点云生成地面图像,并在地面图像的基础上,采用BiSeNet网络对不同的标识要素进行语义分割,得到车道线、车位线和导向箭头标识的像素;最后针对车道线和车位线,采用基于霍夫变换的直线提取方法对其进行提取,对于地面导线箭头,采用模板匹配的方法对其进行提取。试验证明,本文提出的方法能够对扫描的结构要素和标识要素进行快速提取,可大大减少制图的人工工作量,有效提高室内停车场建图的效率。

基于地面激光扫描数据的马褂木材积建模与出材率研究

[目的]马褂木是优良的用材树种,研究其材积模型并分析多种密度种植下的径级材种造材出材率,旨在为马褂木人工林高效培育提供重要的指导。[方法]在马褂木多密度人工林试验区获取全样地地面激光雷达数据。通过点云提取单木结构参数,对4种造林密度(株行距配置:2m×2m、3m×3m、4m×4m、5m×5 m)马褂木试验林测树因子(胸径DBH,树高H,材积V)进行分析,建立一元材积方程、削度方程模型,并应用削度方程计算各密度林分材种出材率。[结果]研究得到的一元二次式V=0.0003D_(2)+0.0065D-0.0369为研究区马褂木最优一元材积式,该模型的决定系数(R^(2))为0.884,经过剩余标准差(S_(EE))、系统误差(T_(RE))、平均相对误差(M_(SE))、预估精度(ρ)等评价指标检验,无明显系统偏差,可用于研究区马褂木材积估计。研究选定改进的舒马赫方程式作为不同密度马褂木的削度方程,该模型R^(2)为0.924,经检验方程均方根误差为1.454,平均相对误差为0.050,预估精度达到0.910。进一步采用削度方程为多密度马褂木试验林进行多径级材造材,得到疏林地4m×4m密度种植下的大径材出材率最大(39.582%),密林地2m×2m密度种植下的小径材出材率最大(81.250%),而综合出材率最大的是4m×4m密度(98.650%)。[结论]马褂木多密度经营下,疏林地大径材出材率最大,密林则以小径材为主要径级材种。基于地面激光点云获取的单木参数可以直观地进行森林经理研究,对提升人工林的生产经营水平以及提高林业工作者的工作效率均有积极影响。

基于TLS数据的站场线路点云提取算法

铁路站场线路几何信息对于铁路安全管理与维护具有重要意义。由于铁路站场内包含多条线路,且轨道错综复杂,使得从大场景点云中自动提取多股道钢轨点云成为难题。地面激光扫描TLS(Terrestrial Laser Scanning)作为非接触式测量手段,可快速获取铁路场景中的海量点云数据。针对TLS技术获取的铁路站场点云数据,提出一种基于Delaunay三角网聚类的多股道钢轨点云提取算法。基于分割-归并的思想,在获取铁路站场高精度点云后,沿站场线路方向将点云分为若干段,基于轨道平顺性特征,利用三角网聚类算法逐段提取钢轨顶面点云。在归并阶段整合站场中各股道轨面点云信息,将各段轨面点云连接起来,同时匹配左右轨面点云。将该方法在玉林站部分站场区域进行实例验证,提取到的轨道点云在对象层面上的总体精度为93.95%,完整度为90.57%,准确度为97.59%,相较于平面格网法,提取总体精度提升了5.65%,准确度提升了18.49%。在10处截面提取轨面宽度与轨距,统计结果表明轨面宽度中误差为5.2 mm,轨距中误差为5.3 mm,满足工程精度需要。实例结果表明,算法可准确有效提取站场多股道钢轨顶面点云,为铁路场景中其他结构物的TLS数据提取工作提供借鉴思路。