航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用

在当今水资源管理与灾害监测中,对地表特征的高精度获取日益成为关键问题。传统水利测量方法面临地形复杂、测量周期长和成本高等挑战,限制了数据的及时性与全面性。而航空摄影通过航拍方式能够提供高分辨率的影像数据,机载激光雷达则能够以极高精度获取地表高程信息。因此,本文对航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用展开研究。研究发现,该集成技术在提供高分辨率地表特征数据的同时,能够显著减少测量时间和成本。航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中展现出巨大潜力,为提升测量效率和准确性提供了可行途径。

机载与地面激光雷达联测大比例尺成图技术研究

较系统地总结了激光雷达测量技术的优势及应用现状,同时提出了机载激光雷达测量技术与地面激光雷达测量技术联合量测的技术体系与实现思路,最后简单介绍了机载与地面激光雷达测量技术联测的工程应用优势及总结。

机载激光雷达测量系统集成误差检较

从集成误差源分析出发,主要研究了机载激光雷达测量系统集成误差检校方法,对集成误差中的最大误差源——安置角误差检校方法进行了详细探讨,借助航测试验,提出了利用测区条件检校安置角的方法和利用地对地检校场求解安置角方法,后者通过利用小区域的检校区求取安置角将之用于整个测区,从而快速准确地获取地面点坐标,并验证了该方法的可行性。

基于机载激光雷达点云的断裂线自动提取方法

基于机载激光雷达(LIDAR)点云生产高精度的数字高程模型(DTM)需要进行断裂线的存储与表达,在分析现有断裂线提取方法不足的基础上,提出一种从LIDAR点云自动提取断裂线的方法。该方法利用离散的点云构建三角网,建立点云之间的拓扑关系,根据三角网面片之间的法向差异提取候选断裂线点,采用"方向优先"追踪策略实现断裂线的追踪处理,并利用"线性迭代法"实现断裂线的光滑输出。实验结果表明,该方法可以快速从LIDAR点云中自动提取断裂线信息,具有一定的应用价值。

机载多普勒激光雷达指向影响分析及定标

通过分析机载多普勒激光雷达测量模式特征,考虑飞机姿态测量精度的影响,仿真分析了径向速度误差,以及多视线反演水平风场的反演精度,按照文中仿真系统的输入参数,不考虑雷达系统频率检测误差,风速测量误差小于0.3 m/s。该结果为机载多普勒激光雷达平台设计和测量模式的选择提供了参考。在此基础上,提出了一种基于地面散射信号测量的激光指向定标方法,并通过激光雷达实测数据进行验证,指向定标精度优于0.2°。

组合激光雷达系统在输电线路测量中的应用

针对传统人工测量输电线路方法精度与效率较低的问题,提出一种机载激光雷达系统与地面激光扫描仪协同工作的组合激光雷达系统进行输电线路测量。机载激光雷达系统负责输电线路走廊点云数据的采集,地面激光扫描仪负责电塔高精度点云数据的采集,通过计算两个坐标系之间的旋转矩阵与平移向量,实现两组点云数据的融合。在张北500 kV高压输电线路工程中进行应用试验,试验结果表明,该系统可以高效、准确地实现输电线路走廊中危险点的检测以及电力塔的倾斜度与变形监测,具有一定的实用价值。

一种改进的机载LiDAR数据构建DEM地面种子点选取方法

针对机载激光雷达(LiDAR)数据使用传统方法获取的地面种子点密度低,种子点之间空白区域的地形信息缺失,不利于后续提取地面点和构建高质量数字高程模型(DEM)的问题,本文提出了一种基于新的网格遍历规则的地面种子点选取方法。与传统方法中的起始网格在X和Y方向上每次移动1个规则网格宽度不同,该方法每次移动1/2个网格宽度,增加规则网格数量,获取的地面种子点个数相较于传统方法提高约200%,可补充种子点之间空白区域的地形信息,有利于提高后续点云数据处理的精度和相关产品的可靠性。

基于机载激光雷达的公路勘察设计

针对当前我国地形地貌复杂、生态植被茂盛的高速公路建设环境。研究并提出了基于机载激光雷达的全新公路勘测设计技术模式，实现了空中勘测到详测与施工图设计的直通车。应用表明：机载激光雷达可代替野外断面测量，减少测设环节，满足详测与施工图设计要求，是公路勘察设计的重大创新。

机载激光雷达三维地表信息处理软件的设计与开发

机载激光雷达三维测量技术在国内公路勘察设计行业已逐渐推广应用。针对当前我国公路行业尚缺乏与公路勘察设计相结合的机载激光雷达数据处理软件的现状，研究并提出了机载激光雷达三维地表信息处理系统软件的设计思想，并就其具体开发进行了阐述。

基于机载LiDAR技术的地面沉陷变形DEM构建方法探究

针对矿区大范围地面沉陷变形难以监测的问题,本文采用机载激光雷达(LiDAR)技术对矿区进行地面沉陷变形监测。结果表明,采用改进的渐进加密三角网滤波算法和局部多项式插值法对机载LiDAR点云数据进行处理,可获得精度较高的沉陷变形数字高程模型(DEM),且通过点云降噪、滤波和插值,可将沉陷变形监测误差控制在50 mm以内。机载LiDAR技术不仅弥补了传统摄影测量参数计算复杂,外业工作量大,监测效率低等缺陷,还能不受地形和地貌等外界环境因素影响,对大范围地面沉陷变形进行监测。因此,该项技术对于监测矿区地面沉陷变形,合理设计矿区开采工作面,保护沉陷区地表建筑物具有重要的意义。

全国林草资源调查机载大光斑激光雷达挂飞检校和验证

森林在全球陆地生态系统中起到重要作用,激光雷达是除样地调查之外能够准确评估其资源量和碳汇量非常重要的技术方法。由于森林高度的空间异质性,获得大光斑激光雷达的准确位置,是其应用于森林资源调查的前提。对新研制的全国林草资源调查机载大光斑激光雷达(NFGI-LIDAR-L)和地面激光探测器,通过编写大光斑激光雷达检校算法,并基于激光能量分布特征改进探测器法计算大光斑激光雷达中心位置算法,实现NFGI-LIDAR-L几何检校。结果显示:基于激光能量分布特征计算大光斑激光雷达中心位置的方法,计算精度从5m提升到1m以内;NFGI-LIDAR-L在x,y,z方向精度和总均方根误差(RMSE)从检校前的60.51,52.76,1.88,80.30m提高到检校后的0.61,0.54,0.05,0.82m,提升了2个数量级;与控制点相比,NFGI-LIDAR-L绝对高程精度在平坦地面可以达到0.12m。通过研究,以期对机载和星载大光斑激光雷达几何检校提供借鉴。

机载激光雷达技术的数据处理与4D产品制作

主要介绍了机载激光雷达的点云数据的获取、处理流程及其关键技术,并结合自己的工作经验详细阐述了运用点云数据制作4D产品的过程,预测未来遥感与GIS技术在数据获取方面的发展趋势,即借助机载激光雷达,再现真实三维场景。

简述利用ALS70机载激光雷达生产数据产品

机载激光雷达(LiDAR)是近10年出现的高新技术之一,能迅速获取密集的地面3维数据,并广泛应用于各个领域。本文主要介绍了我院通过试验,获取及处理ALS70机载激光雷达点云数据的方法。

三维激光雷达技术在高压输电线路巡维中的应用评述

随着三维激光雷达技术的不断进步,因其具有高效率、高精度、非接触、实时性等多种优势,已被逐步应用于高压输电线路巡维领域,但由于相关研究尚处于起步阶段,仍存在着标准不统一、应用方式少等诸多问题。本文首先简要叙述了机载和地面三维激光雷达的工作原理,然后回顾了三维激光雷达技术在架空线路巡维中已验证的主要应用功能,指出了三维激光雷达技术在高压输电线路巡维中具有重要的工程应用价值,最后结合三维激光雷达在架空线路应用中存在的问题,指出应从新功能开发、应用方法的标准化、数据处理的通用性和简便性等方面开展深化研究。

城市森林结构多样性预测冠下地面温度的潜力研究

城市森林冠层具有调控城市森林微气候的能力,但现有研究尚未阐明冠层结构对冠下地面温度的影响及其预测潜力。文章基于无人机机载激光雷达(UAV-LiDAR)提取哈尔滨林业示范基地的城市森林冠层结构多样性特征指标,探究单一结构多样性特征对冠下地面温度的影响,以及结构多样性多因子组合对温度的预测潜力。结果表明:1)城市森林结构多样性的8个特征因子与冠下地面温度呈显著相关关系(P<0.05),其中深间隙(DG)、深间隙分数(DGF)、覆盖分数(CF)、间隙分数分布(GFP)表征了结构多样性的覆盖/开放度特征;冠层高度标准差(H_(std))、冠层高度最大值(H_(max))、95%分位点高度(ZQ_(95))表征了高度特征;垂直复杂指数(VCI)表征了异质性特征。2)城市森林冠层结构多样性的覆盖/开放度特征对冠下地面温度的响应更强(R^(2)为0.15~0.5),强于高度指标(R^(2)为0.14~0.19)以及异质性指标(R^(2)=0.14)。3)结合高度指标、覆盖/开放度指标以及异质性指标的多因子预测模型2(R^(2)=0.61,RMSE=0.51,MSE=0.26,AIC=62.74),对于冠下地面温度的预测性能更优。研究明晰了城市森林结构多样性的多因子变量及其特征组合预测冠下地面温度的潜力,为城市森林冠层结构调控内部小气候环境研究提供了科学参考。

机载点云数据精细化处理与大比例尺地形图测绘应用研究

为探究精细化机载点云数据在大比例尺地形图测绘中的应用效益,提高基于机载点云数据绘制数字地形图的精度,选取了建模难度较大的带状地形作为测区,并获取了点云模型。使用Li DAR 360软件对点云数据进行精细化预处理,提高了点云模型的地面拟合度。结合点云模型与三维实景模型绘制1∶500的大比例尺地形图,并根据GPS-RTK获取的100个校核点对地形图精度进行了分析。研究结果表明:采用模型质量和测绘专项需求精细化处理方法可提高点云模型的地面拟合度,且绘制的地形图满足1∶500大比例尺地形图的绘制要求。

某型直升机高可靠集成式通用自动测试系统的研制

目的 研制某型直升机电子产品通用自动测试系统,通过自动检测快速隔离各系统电子产品故障,加快故障修复,保障装备的完好率。方法 在充分分析故障损伤原因、类型、影响以及各系统电子产品测试需求、测试信号、性能特征的基础上,利用国内外先进的自动测试技术、总线技术、虚拟仪器技术、面向信号的软件架构及编程语言技术等,完成通用自动测试系统软硬件平台的设计与开发。结果 采用VXI、GPIB、1553B、LAN等多种总线仪器,在满足测试需求的前提下,减小了自动测试系统的体积。采用虚拟仪器技术,实现了测试程序与硬件资源的无关性,使用面向信号的ATLAS语言编写测试程序,方便移植,提高了测试程序的开发效率。结论 通过长时间的使用验证,该自动测试系统可完成某型直升机各系统电子产品的功能检查、性能检测及服役故障隔离,通用性、集成性、可靠性、耐久性、操作性强,还有一定机动性,适用于各种地面环境装备保障任务。

机载激光点云与影像数据融合方法的研究

影像信息可以反映综合地表纹理、光谱信息及空间属性信息。结合高分辨率的影像信息,机载激光点云数据即可成为获取DEM及地形特征的良好数据源。讨论了数据融合的两种方式,结果表明,基于多元数据拥有丰富的物方信息,其融合数据在DEM过滤及特征提取方面有优势。

多重三维激光扫描技术在山海关长城测绘中的应用

多重三维激光扫描技术在山海关长城测绘中的应用是集成使用了机载激光雷达、地面激光雷达、高分辨率全数码彩色相机、GPS全球定位系统、IMU惯性测量器等设备,通过对山海关城墙的高精度高程模型数据、正投影影像数据和侧面航摄影像纹理数据的获取及处理,生成建筑物的三维和二维CAD图、三维立体模型图及长城真实的三维景观图,并在此基础上可以进行长度、面积和体积的量算、任意断面图的生成等。

基于激光强度分类的机载与地面激光雷达点云配准方法

目前,机载与地面激光雷达(LiDAR)点云配准方法大多利用三维点云的几何信息来获取机载与地面LiDAR点云的同名特征,并计算点云坐标转换参数,实现点云配准;提出了一种基于激光强度分类的配准新方法,首先对机载与地面LiDAR点云的激光强度信息进行纠正与分类,然后基于分类结果提取特征平面,将特征平面间的拓扑关系与分类结果作为约束条件,匹配得到同名特征平面,最后计算坐标转换参数,实现机载与地面LiDAR点云配准。实验结果表明:与传统方法相比,所提方法可以减小机载与地面LiDAR因扫描角度、点密度不同而导致的配准误差;在机载与地面LiDAR同名特征几何形状不完全一致的情况下,所提方法仍可得到较好的配准效果。