地面LIDAR在滑坡灾害三维实景建模中的应用

为快速获取邻近铁路滑坡体表面的三维坐标,实现对滑坡灾害快速响应和及时治理。以宝兰高铁上庄隧道出口滑坡为例,采用地面LIDAR技术,通过优化布设扫描站点,实现最大扫描范围并保证相邻站间的重叠度,以无靶标扫描方式获取滑坡体及周围地物的点云数据。在RiSCAN PRO软件中利用相邻扫描站间重叠点云进行拼接处理,点云拼接精度为6.9 mm,满足三维建模和地形图制作的精度要求。利用扫描站点坐标、测站全景影像,经过配准、坐标转换、纹理贴附、多边形拟合、曲面光滑等,建立可量测的三维实景模型,为辅助地形图制作和铁路滑坡灾害整治提供便利。研究表明,采用地面LIDAR技术以无靶标扫描方式快速建立铁路滑坡体三维实景模型,具有全天时、全天候、高精度、高密度、无接触的优势,打破了传统人工测量的局限性,提高作业效率,降低外业测量风险,可为同类型地质灾害数据获取及整治积累经验。

基于地面LiDAR技术的异形建筑竣工测量方法研究

在分析地面LiDAR技术特点基础上,以广州市会展中心某异形建筑为工程实例,提出一种基于地面LiDAR技术的城市异形建筑竣工测量方法。首先对工程概况及其作业流程进行阐述,继而分别对地面三维竣工测量数据采集和处理过程中的关键技术进行详细介绍,最后对工程结果进行分析。研究和分析结果表明,地面LiDAR技术在结构复杂的异形建筑物测量中具有较好的应用前景。

地面Lidar平面标靶稳健定位

标靶是地面三维激光扫描技术中必不可少的附件之一,标靶的准确定位对于地面Lidar点云数据处理至关重要。提出基于模糊聚类的稳健平面标靶定位算法,对标靶的分类数、初始聚类中心等问题进行了讨论,并通过稳健平面拟合算法去除点云数据中的异常点,从而获取平面标靶的坐标。实验证明了该算法的有效性与正确性。

地面LiDAR点云数据先局部后整体配准方法

针对地面LiDAR获取的庞大点云数据,提出无人工标志的地面LiDAR点云先局部后整体的配准方法。分割出待配准的两测站重叠区域小块点云,采用基于KD-Tree遍历最近邻域点集的ICP算法计算三维坐标转换参数,实现地面LiDAR点云数据的快速配准。

结合机载和地面LiDAR数据的建筑物重建技术

机载LiDAR数据虽然能够快速地获取建筑的顶面信息,但是不能够有效地获取建筑物的侧面信息。地面三维激光扫描仪能够有效地获取建筑物的立面信息,但获取建筑的顶面信息较困难。针对机载和地面LiDAR数据在精细建模中存在的问题,采用机载地面LiDAR数据相结合的方式对建筑物进行精细的建模,实验结果表明,采用该法能够实现建筑物的精细建模。

地面Lidar在文物测量建模中的应用

应用地面激光扫描仪对"万里长城第一台"镇北台进行了全面的扫描测量,完整记录了镇北台的3维空间特征,并且就镇北台内文物局部详细扫描建模,获取了3维模型和多种线画图,为研究我国历史文化以及文物的修复重建探索了一种新的技术方法。

基于地面LiDAR的三维竣工测量方法研究

竣工测量是城市规划行政主管部门进行规划审批后管理的一项重要程序,为城市的规划和城市管理提供完整、准确的、现实性强的基础资料,为数字城市的建设提供必备数据。本文在传统的竣工测量基础上,提出了基于地面LiDAR的建筑物三维竣工测量新模式,阐述了地面LiDAR的规划建筑物竣工验收测量的作业流程,详细介绍了数据采集和处理中的关键技术,开展了一系列建筑物验收测量工程,取得了很好的效果。

基于地面LIDAR玉树地震地表破裂的三维建模分析

2010年4月14日的玉树MS7.1地震造成沿甘孜-玉树断裂的一系列NW向地表破裂。利用Trimble GX 3D地面激光三维扫描仪获取了玉树地震断裂SE段禅古寺附近的典型地震地表破裂的精细点云数据。在对点云数据进行校正、分割、滤波等预处理基础上,分析了地震地表破裂不同表面建模方式的原理和方法,选取了无投影的不规则三角网建模方式对该处地表破裂进行三维建模实验,结合精配准高清晰现场纹理照片,制作了地震地表破裂的三维图像;并从模型的多个角度选取剖面进行地震地表破裂精细三维量测分析,得到该处地表破裂的平均垂直位移为74cm,水平位移为10cm。在此基础上进一步分析了玉树地震断裂的性质及其破裂特点。

地面LiDAR技术在规划核实中的应用研究

在分析地面LiDAR技术和现有规划核实测绘作业方式的基础上,结合宁波市梅山保税港区某曲面异型建筑核实测量的实际情况,提出地面LiDAR技术在规划核实测绘中的解决方案。通过该工程项目的具体应用,展现了地面LiDAR技术在异型建筑规划核实测绘中的良好应用前景。

基于地面LiDAR技术的岩石斜坡变化分析

传统测量方法只能进行单点测量,且复杂地区不易到达,再加上点数量的限制,无法全面反映变形体的几何信息;而地面LiDAR技术具有精度高、速率快、非接触式主动测量的优势,且能够实现多点测量。基于此,采用地面LiDAR设备对岩石斜坡进行了2期扫描,通过建立斜坡坐标系,对三维点云进行栅格化,栅格大小设定为0.05m,从而得到波浪实验前后岩石斜坡的变化情况,最小值为-12.77mm,最大值为14.83mm。结果表明,处于交界面附近的岩石较其他区域容易发生变化。

基于高程—坡度包围盒的地面LiDAR点云道路提取

提出一种基于高程-坡度的包围盒增长算法,并实现从地面LiDAR点云数据中准确提取公路面点云。该算法首先提取道路地表包围盒点云数据,利用局部高程-坡度属性对点云进行去噪并提取地表点云,然后利用模糊C均值聚类算法和区域增长方法将公路面从地表点云中提取出来。采用某矿区省级公路和高速公路的地面LiDAR数据进行试验,实验结果表明:该方法可以有效地去除地表点云噪声,道路点云得到很好保留。

基于地面LiDAR点云数据的建筑物立面测绘方法研究

城市数字化建设飞速发展,临街老旧建筑立面测绘工作显得尤为重要,同时也是建筑物改建、扩建工程设计和施工的依据。本文以某城镇街道为例,结合项目需求,介绍了基于地面LiDAR点云数据的建筑物立面测绘的技术流程,探讨了内业数据的处理方法,并对立面测绘成果进行了精度验证,对相关技术细节进行了说明,可以为城市设计提供--定的技术参考。

结合倾斜摄影与地面LiDAR的复杂环境实景三维重建

罗田水库—铁岗水库隧洞连通工程穿越城市建成区,地形地貌条件复杂。为满足工程沿线地面重点构筑物设计要求,针对倾斜摄影在地物立面重建的缺陷问题,结合地面激光SLAM移动测量手段,提出了一种泊松重建改进算法,深度融合低空倾斜影像与地面激光点云,以改善三维模型棱角不够突出、平面不够平整的问题。试验证明:在遮挡较为严重的近地面区域,提出的方法能够有效提高实景三维重建的精度和效果,可为工程量精确评估与辅助分析决策提供更加可靠的实景三维模型。

地面LiDAR数据中建筑轮廓和角点提取

建筑轮廓和角点作为多平台激光雷达数据常用的配准基元,其提取方法正受到越来越多的关注。投影密度法是一种常用的从地面LiDAR数据中提取建筑轮廓和角点的方法,然而以往研究对于直接影响建筑轮廓提取结果的格网密度阈值考虑较少。提出一种轮廓密度估计的方法,能够根据点云实际情况自动准确地计算出格网密度阈值,从而提取较为准确的建筑轮廓格网。在此基础上,利用轮廓线段高程分割和密度延伸的方法对轮廓进行分割和恢复,能够提取完整的建筑轮廓。最后,利用轮廓线段的相交关系获得建筑角点。实验结果表明,本文方法能够有效从地面LiDAR数据中提取建筑轮廓和角点,正确性、完整性和定位精度较高。

影像辅助下基于地面LiDAR的建筑物特征精细提取方法

面向建筑物精细建模,探讨了在影像辅助下基于地面Li DAR的建筑物几何特征精细提取方法.首先在基于梯度方向进行建筑物特征初步提取的基础上,引入建筑结构完整性约束规则,进行了特征边缘线段合并与角点处特征线的闭合处理.然后利用影像与Li DAR点云配准关系将建筑物影像特征线映射到三维点云空间,即获得影像三维空间坐标.在此辅助下,最后通过估算点云法向、曲率,得到精细的几何特征,从而更好地表达地理场景中的建筑物.研究实例表明,本文的特征提取方法严谨可靠,能有效提高点云特征提取的效率和精度.

地面LiDAR技术与移动最小二乘法在三维建模中的应用

地面LiDAR不仅能够快速获得建筑物表面精确三维坐标点云信息,并且利用自身所携带的相机同时采集建筑物的影像信息,这使得地面LiDAR在城市三维建模与古建筑精细模型制作中得到广泛应用。然而地面Li-DAR采集的点云数据巨大,离散点之间没有关系,这给建模带来了困难。本文通过将地面LiDAR数据进行预处理得到建筑物点云数据,再通过移动最小二乘法来拟合建筑面构建建筑物模型,实验证明移动最小二乘法拟合得到的建筑物模型光滑准确,能够将建筑物的细节信息表达出来。

基于多源数据融合的数字工厂三维模型重建与可视化

如何为企业安全生产、应急救援指挥、事故灾害调查等提供现势、详尽、精确的空间基础地理信息数据以辅助智能决策,是政府与企业面临的重要难题。本文从虚拟构建数字工厂关键技术出发,通过融合机载倾斜摄影测量技术宏观建模与局部地面三维激光扫描技术精细建模,构建厂区模型;以前端Cesium框架和Web GL技术为依托,结合微软开发的Web预览版Bing地图服务,实现用户浏览器端的“数字工厂”三维场景可视化浏览,提升企业安全生产信息化水平与防范并遏制重大安全事故。

基于LiDAR的建筑物震害分析

激光雷达技术（1ight detection and ranging，LiDAR）是近年来在摄影测量与遥感领域发展起来的新型技术，在地震灾后评估工作中的应用仍处于探索及起步阶段，但已经展现出巨大的应用潜力。本文从震害评估的需求出发，基于地面LiDAR技术，深入研究了地震灾区建筑物点云数据采集及处理的方法，在此基础上进行震害信息提取及联合分析。主要研究内容总结如下.

基于LiDAR观测的长江河口南汇南滩近期动力地貌研究

南汇潮滩是长江河口重要的后备国土资源,其地貌的动态变化过程可敏锐反映河海相互作用的强弱。本文利用地面LiDAR获取了南汇南滩2016年4月—2017年5月逐月大潮低潮期间滩面地貌高分辨率点云数据,根据平均小潮高、低潮位将潮滩划分为上、中和下部,由此结合水文泥沙资料分析区域潮滩动力地貌演变过程。结果表明:(1)潮滩在观测期间整体向海淤涨,其一年间垂向淤积值为10 cm,其中潮滩中部面积增大,而潮滩上部和下部的面积均减小;(2)滩面变化具有明显的夏秋季弱侵蚀调整、冬春季强淤积推进的季节性特征,潮滩地貌侵蚀-淤积则呈现明显的空间分异。在潮滩上部中侧-中部西侧形成贯通的冲刷带(10—80cm),上部沿堤西侧植被区出现强淤积带(20—85cm),整个滩面中东部潮滩出现大面积的弱淤积(5—30cm);(3)南汇南滩并未因长江入海泥沙的剧烈减少而遭受侵蚀,这可能受控于局地基本未变的动力环境和悬浮泥沙浓度,冲刷-淤积的纵向分带性则与区域海堤导致的潮流流向发生改变有关。

基于LIDAR数据融合的数码城市三维重建

对三维激光扫描技术进行了简介,分析了目前数码城市三维重建的各种方法,指出其不足。提出利用机载LIDAR对一座城市进行三维空间数据采集,获取整座城市的LIDAR数据,按数码城市各部分建设的轻重缓急,分期分批地以地面LIDAR为补充获得更详实的数据,将二者所采集的数据进行融合,对3D数码城市三维重建进行探讨。