大场景范围公路实景模型构建技术研究

在公路工程设计、施工和运维阶段建立一个能直观、逼真地展现公路全线的道路及周边环境的公路实景模型,可为公路工程建设在设计、规划、运维等方面提供辅助决策支持和成果的个性化展示,但是目前公路实景模型构建方法在显示效率、实景模型质量、模型构建自动化等方面缺少对大范围带状公路场景的优化。本次研究针对实景模型构建过程中高程和影像数据叠加、地形块轻量技术、LOD调度技术、道路BIM模型自动导入与优化、自动化地物识别和构造物叠加技术进行了研究,提出一种适用于大场景范围的公路实景模型构建方法,较大提升了公路实景环境模型的显示效率、模型效果和构建效率。通过对比LOD调度技术和地形块轻量化技术在不同场景大小下的显示效率和内存占用发现,该构建方法可以满足100000 m×100000 m。场小下的公路实景模型构建。

城市实景模型结构化线面特征重构方法

为了改善城市实景模型边缘模糊,提出了一种曲率引导的结构化线面特征重构方法。根据曲率特征将网格分割为平面、可展凹、可展凸以及不可展曲面4类,在平面分割结果内提取平面,在可展凹和可展凸分割结果内提取直线,对过度弯曲的不可展区域进行保留,最终形成包含几何特征的复合网格模型。结果表明,结合曲率信息预先设置几何特征的潜在范围,使得结构化线面特征更可靠,同时保证城市实景中复杂的树结构不被错误地提取为平面。

基于多源测绘数据的三维实景模型分析

单一方法构建建筑物实景三维模型受现场环境及设备限制较大,文章将倾斜摄影测量技术与三维激光扫描技术相结合,经不同类型点云数据粗匹配、精匹配等过程,实现多源数据融合并构建三维实景模型。结果表明,通过多源数据采集及处理,可有效避免单一方法存在的局限性,为建筑物建立电子档案及保护提供参考。

三维实景模型在水库高边坡稳定性初步分析中的应用

三维实景模型以地质三维模型、倾斜模型为基础,建立开挖后实景地质模型、效果模型。本文以恒山水库大坝右岸高边坡稳定性分析为例,结合现场地质测绘、调查以及无人机仿地飞行等方法对高边坡展开勘测工作,初步查明高边坡主要地层分布、断层和裂隙发育情况、危岩体分布等,对边坡整体及局部稳定进行初步评价。通过该方法的运用,大大缩短了外业测绘周期,降低了安全风险,增强了工作的针对性、目的性,提高了正向设计质量,简化了各模型基础工作,以期对类似工程具有一定参考意义。

一种解决三维实景模型中影像色彩一致性的方法

无人机倾斜拍摄时,由于多种因素的作用,航空图像的亮度和反差分布变得不均,从而严重影响到最终产生的三维模型的质量。因此,在三维实景模型生产过程中亟须解决影像的色彩一致性问题。本文在研究分析沃韦辐射校正软件的基础上,利用其匀光匀色技术解决此类问题,并在工程实例测试中取得了良好的效果,为影像色彩一致性处理提供了一种合适可行的解决方案。

倾斜三维实景模型与BIM模型融合的室内外一体化场景构建

倾斜三维实景模型以其高空间精度、高分辨率、真纹理的优势在各行各业尤其是数字城市的建设中应用广泛;BIM技术包含丰富的建筑信息,是建筑管理功能的集大成者。本文基于倾斜摄影测量技术,采用飞马D2000无人机获取测区影像并构建三维实景模型,采用飞马SLAM100手持激光扫描仪获取目标建筑的室内点云数据,并结合BIM技术构建室内BIM模型,选用易智瑞GeoScene Pro平台,实现模型的融合及室内外一体化场景的创建、模型属性查询及管理分析应用,以期为实景三维建设的相关应用提供借鉴。

像控点布设方案对三维实景模型精度的影响

随着倾斜摄影测量软硬件的不断发展,以无人机为搭载平台的倾斜摄影测量技术已经广泛应用于各领域中,像控点在无人机倾斜摄影测量中尤为重要,直接影响空三解算以及后续三维实景模型的精度。文章以上海市某地勘测定界区域为试验区,通过设计不同像控点布设方案,对比不同像控点布设方案下的模型点位精度与边长精度。结果表明,文章提出的像控点布设方案均能满足模型点位精度与边长精度,模型精度随着像控点的增加逐渐上升并趋于稳定。文章的研究可为勘测定界区域无人机倾斜摄影测量相关项目中像控点布设方案的设计提供参考与借鉴。

基于三维实景模型公路桥梁BIM正向设计研究

采用Midas CIM桥梁三维正向设计软件,依托濮阳至聊城高速公路卫城枢纽主线跨线桥工程,基于三维实景模型开展节点桥梁BIM正向设计。将三维模型输出的钢箱梁关键指标与传统二维设计模式输出的结果进行对比分析,结果表明三维正向设计结果可靠,可实现设计阶段BIM模型向施工阶段数字化交付。

基于三维实景模型的面板堆石坝施工期变形分析

为获得更准确的坝体变形分析,采用三维激光扫描仪获取坝址区高精度的地形数据,建立三维实景有限元计算模型,精细地刻画了该坝址区独特的三维地形特征:沿顺河向左岸变缓,但右岸变陡;坝址基岩沿横河向存在上下游起伏的特性。通过有限元计算,分析了该面板堆石坝施工期坝体变形特性。结果表明:当坝体填筑到最大坝高时,最大沉降(约0.95m)发生在距坝顶1/3—1/2坝高位置处;顺河向最大位移分别为0.13m(朝上游),0.09m(朝下游);左右岸坝体朝河谷中心聚拢。坝底和两岸基岩对窄深河谷中堆石体的变形提供了较强的约束作用,两岸河谷非对称性导致了左右岸轴向位移的差异。研究表明坝体位于河流拐弯处且河谷左右岸坡度不一导致堆石体位移表现出了较强的空间效应,为更真实地对面板堆石坝变形进行预测,不应在数值计算中忽略河谷地形的空间效应。

BIM与实景模型在特殊地形项目中的应用

我国建筑行业BIM技术的应用已较为成熟,但在特殊地形项目中却存在一定局限性。通过对当前BIM技术在特殊地形项目应用中存在的难点和实景建模技术的优势进行分析,提出“BIM+实景模型”应用解决方案,该方案对实景模型的创建阶段和流程,以及其与BIM模型的整合进行详细阐述,并对可能的应用场景进行论证。最后结合实际项目案例,对该解决方案的应用成果进行分析与总结,以期为类似的项目管理提供经验参考。

基于三维实景模型的水利工程划界确权研究

倾斜摄影测量技术具有高精度、多视角、高效率的特点,生成的三维实景模型可作为水利数字孪生项目的底座。为提高水利工程测绘成果精度,直观地展现工程项目范围内的地形地物,为划界确权工作提供数据支撑,采用倾斜摄影测量技术建立了引江济汉工程三维实景模型,因其高度直观化、高精度、可量测等特点,利用ArcGIS pro软件实现了二、三维数据融合,显著提高了勘界效率,在引江济汉工程划界确权项目中发挥了重要作用。由此可以得出结论,三维实景模型融合技术可以运用于水利划界确权工作,为水利项目的建设管理工作提供数据保障。

基于倾斜摄影的变电站实景模型导线矢量生成方法

目前基于倾斜摄影的实景模型已在变电站实现大范围覆盖,并在无人机自动巡检中的航线规划这一环节得到了实际应用,但仍存在线型设备映射精度较低的问题,如变电站建模中软母线和线路导线场景的丢失,这会导致规划无人机航线时出现与带电设备安全距离不够等问题。针对上述问题,研究了一种基于倾斜摄影的变电站实景模型导线矢量化方法,补足实景模型中缺失的线型设备,以满足无人机航线规划等基于实景模型的实际工作的精度需求。并可进一步拓展实现同步机器人、无人机巡视对象关联,实现生成路线自动化。

浅谈多源多级别三维实景模型的实现及在水利行业的应用

三维实景模型因高精度、可量测、效果直观等特点,在水利行业得到了逐步应用,发展空间大。本文从近几年来不同类型水利工程项目中三维实景模型建设的实例出发,应用并总结了不同数据源、不同级别三维实景模型的实现方法,为三维实景模型在水利行业不同场景的应用提供了参考。

基于三维实景模型的某流域地质灾害调查方法研究

沿流域修建各类水电工程过程中,库区两岸边坡不可避免地长期受到地表水和地下水的冲刷以及地质构造运动、人类工程活动等因素的影响,这些因素会导致地质灾害的发生。由于高山峡谷地形限制了调查人员的及时到达,因此,无人机影像技术的使用提供了新的解决方案。利用无人机能够获取流域的影像数据来生成三维实景模型,地质灾害调查人员可以在电脑上观察库岸边坡的真实现状,并将有关的地质灾害隐患点及时准确地识别出来。以某流域为例,利用无人机搭载多镜头进行影像数据获取。对数据进行处理后,生成三维实景模型进行分析,共识别出地质灾害隐患点187处,其中滑坡隐患点121处、崩塌隐患点38处、危岩隐患点28处,为地质灾害的防治提供了科学依据。

基于倾斜实景模型的农村房地一体调查

为解决传统房地一体调查效率慢和精度低等问题,将倾斜航摄技术应用于“房地一体”调查,通过倾斜摄影测量建立实景三维模型,进行内业矢量化地理信息采集,提高了房地一体信息化管理水平。本文详细介绍了房地一体调查中的倾斜摄影测量技术和三维实景建模方法,并根据自主设计的房地一体几何精度检测软件进行精度检测。结果表明,基于倾斜实景模型的房地一体调查能够满足项目要求。研究结果为房地一体调查和信息化管理提供了技术参考。

三维实景模型在陡峻地区输变电工程水土保持设施验收中的应用

为了解决陡峻地区输变电工程水土保持设施验收中难以获取真实全面塔位基面信息的难题,提出了应用测绘技术,采用无人机倾斜摄影建立三维实景模型的方法,实现了远距离、无风险获取陡峻地区塔位数据,用于计算水土保持验收中水土流失防治效果评价的六大指标,有效提高了水土保持验收工作的效率,三维实景模型方法可在工程实践中广泛推广应用。

实景模型在传统村落数字博物馆中的应用

利用三维实景建模进行传统村落数字化具有效率高、还原度真实的优势。以安徽省黄山市13个村落为研究区开展模型重建试验,首先,采用多旋翼飞行器挂载五镜头倾斜相机完成对村落影像数据的采集和预处理;然后,结合Context Capture软件进行空三解算和重建模型;最后,得到村落模型成果并将该模型窗口在中国传统村落数字博物馆的网页中调用。结果表明,该方法适用于村落范围的模型构建,能够自动生产出空间分辨率高、拓扑关系良好、细节表现丰富的实景模型,对于中国传统村落数字博物馆的建设起到了积极作用;同时通过分析多个村落的数据处理时间,得到了空三解算时间与数据采集时间的内在关系,并给出了在地貌环境复杂的传统村落环境下实施飞行任务的若干建议。

多维实景模型动态更新和展示平台建设技术研究

近年来,实景三维建设在全国各地如火如荼开展,为解决现阶段实景三维模型数据更新周期长、成本高等问题,本文建立了实景三维模型数据的动态更新机制,形成了实景模型的建模、入库、管理和更新方案,并基于WebGIS技术架构在Cesium三维地球引擎上搭建了多维实景模型的动态更新、展示与应用平台。本文提出基于业务驱动的实景三维数据动态更新机制,能高效、低成本实现数据的动态更新,增强了实景三维数据的现势性和鲜活性,在国土空间规划、生态环境保护、城市精细化治理和服务等方面具有重要应用价值。

道路全要素实景模型的自动化构建与应用

智慧城市建设的不断推进,对城市三维模型的需求与应用也提出了更高的发展要求。针对当前城市精细化管理的理念与需求,新型基础测绘体系下智能化全息测绘形成了全要素实景模型这一成果。本文以车载LiDAR采集城市道路红线范围内的三维空间信息,对获取的激光点云数据进行矢量化,得到道路全要素地形数据;基于三维激光点云数据和全要素地形数据生成道路全要素实景模型,实现了各类要素的单体化。该技术路线对相关数据的生产具有一定的参考意义,其成果在城市管理和智能驾驶等领域有着广阔的应用前景。

高陡岩质斜坡坡表实景模型构建与岩体结构面自动解译方法及平台研发

对于高陡岩质斜坡而言,三维实景建模精度较低且自动解译困难。提出一种基于无人机多角度贴近摄影测量技术的高精度三维实景模型构建方法,实现毫米级三维实景模型的构建,为后续结构面的精细解译提供数据支撑。同时,将突变理论运用到由实景模型生成的三维岩体结构面点云检测中,通过在尖点突变模型中判断点云物理信息是否处于突变状态,实现结构面的自动识别,简化了传统算法需要输入大量参数的过程。在此基础上,开发了岩体结构面自动解译(ARFD-RMS)平台,实现了岩体结构面识别与解译过程的自动化和可视化。利用上述方法,以西藏昌都地区色曲特大桥北岸高陡岩质斜坡为实验对象,构建出毫米级三维实景模型,识别并解译出斜坡中结构面明显出露区域的659条裂隙,并通过与人工罗盘测量的结构面数据对比,自动解译结果的误差在6°以内,验证了算法的准确性。此外,通过开源点云数据集测试了ARFD-RMS平台的适用性,结果表明该平台能胜任不同地区的结构面解译任务。