基于无人机倾斜摄影的精细化三维模型制作研究

采用倾斜摄影技术生产的三维模型,通常存在建筑物变形、树冠悬浮空中等问题。对于城市三维管理而言,建筑物变形导致精度降低,而树冠悬浮空中则影响了视觉效果,因此需要进一步对模型进行优化处理。文章首先介绍了倾斜摄影技术,并对基于倾斜摄影数据生产实景三维模型的流程做了简要介绍。重点分析了模型产生问题的原因,并给出了相应的解决方案。通过对研究区的模型进行优化处理,取得了较好的结果。文章的研究成果可为同行在精细化模型制作方面提供借鉴。

基于倾斜摄影的城市精细化三维模型制作研究

采用倾斜摄影生产的实景模型存在建筑物变形拉花、树木悬浮物等问题,无法满足城市建设要求。针对上述问题,研究人员在对倾斜摄影技术和模型产生问题的原因深入研究后,提出采用倾斜摄影技术生产实景三维模型,利用修模和单体化模型制作软件生产精细化模型。最后以生产项目为例,对提出方案的可行性加以验证。通过对实景模型和精细化模型对比可知,基于本文方法生产的精细化模型,其结构完整,建筑顶点精度更高,删除悬浮物后的模型场景显得更加干净,可为采用倾斜摄影方式生产精细化模型的同行提供参考。

基于无人机倾斜摄影技术的精细化实景三维模型制作研究

由于倾斜摄影存在航摄盲区、影像解算软件算法不完善等原因,基于倾斜摄影生产的实景三维模型,通常存在树木悬浮物、建筑物扭曲变形、水面破损、薄墙壁孔洞等问题,限制了模型的更多应用场景。为了解决这一问题,研究人员首先对无人机倾斜摄影技术进行了深入研究,其次对实景三维模型存在的各种问题产生的原因进行了探讨,并给出切实可行的优化措施,最后将本文的优化措施用于实景三维中国建设项目,得到了精细化实景三维模型成果。本文的研究以期为精细化三维模型的制作提供借鉴。

基于无人机倾斜影像三维精细化建模的模型修复技术探讨

针对悬浮物干扰、建筑物结构变形以及局部纹理缺失等无人机倾斜影像三维建模常见的问题,本文基于Smart 3D、ModelFun和DP-Modeler等软件,提出一系列精细化三维模型修复技术;对无人机倾斜摄影遮挡造成三维模型纹理不清晰、缺失等问题,利用空地融合技术重建了三维模型;采用无人机倾斜影像构建三维模型与BIM构建三维模型的融合技术,解决了大型桥梁三维建模变形较大的问题;利用SuperMap软件对房屋进行单体化处理探讨;通过对陕西省汉中市某区域进行三维建模实践,验证本文提出的三维精细化建模修复技术的有效性,取得了较好的三维建模效果。

无人机倾斜摄影技术在精细化实景三维模型制作中的应用研究

本文介绍了无人机倾斜摄影技术和单体化模型制作技术,并采用无人机倾斜摄影技术生产实景三维模型,进而分析自动化生产的实景模型存在的问题,且给出模型优化方案,从而制作得到精细化模型成果。本文的研究可为精细化模型制作提供借鉴。

SMW工法桩施工过程中变形监测与三维有限元数值模型的建立

SMW工法桩是基坑工程中的一种组合支护形式,兼具挡土与止水的作用,具有造价低、施工便捷、对基坑周边影响较小等优势。依托广东江门某基坑工程,通过现场监测和建立三维有限元模型数值模拟的方法对SMW工法桩施工过程中的变形进行研究。结果表明:围护结构桩顶水平位移的模拟值与实测值两者之差在3 mm以内,桩顶竖向位移模拟值与实测值两者之差在1 mm以内;实测数据与数值模拟结果基本拟合,所建立的三维有限元数值模型与实际工程结构较为相符,在施工过程中将现场监测与数值模拟相结合,以确保工程施工的质量与安全。

建立基于浸入边界有限元法的三维静脉瓣流固耦合数值模型

目的 探究静脉内血液与瓣膜之间的流固耦合动态过程和保证血液单向回流的生理机制。方法 基于浸入边界有限元法,结合人体下肢静脉医学图像及牛大隐静脉的解剖结构和尺寸,采用超弹性本构模型描述静脉瓣膜在生理条件下不可压缩、非线性和超弹性力学响应,构建静脉血管和静脉瓣膜的三维数值模型。结果 研究结果可视化地展示静脉动态运输血液的过程以及静脉瓣膜防止反流的功能机制,再现静脉内瓣膜运动和血液流动的周期性特点,讨论和量化了整个心动周期内的重要生理数据,包括静脉内血液的压力、流速和流量以及静脉瓣膜的开口面积、静脉瓣膜表面的应力和应变分布等。结论 三维流固耦合模型可数值再现静脉内生理动态过程,为进一步揭示静脉疾病相关机制提供重要的参考和指导意义。

断裂相场模型的三维自适应有限元方法

发展了鲁棒的预测-校正算法,建立了断裂相场模型的三维自适应有限元分析.相场模型可以方便地处理复杂的断裂问题,避免了额外追踪裂纹路径且没有网格依赖性.然而,三维相场建模往往需要非常精细的网格,这降低了求解效率.针对该问题,基于交错求解方案发展了预测-校正网格自适应细化算法,实现了三维结构裂纹扩展的高精度分析.数值算例表明,所发展的方法能够准确合理地描述结构的裂纹扩展,同时网格可以在裂纹扩展的路径上自适应地细化.

基于无人机数据的精细化模型制作研究

为了解决无人机数据生产的模型精细度低的问题,本文首先介绍了无人机倾斜摄影技术。其次,对自动生产得到的模型存在悬浮物、建筑物扭曲变形的问题展开深入分析,并给出切实可行的优化措施。结合实际项目,对本文提出的优化措施进行了验证。结果表明:基于本文提出的措施,可以得到精细化模型成果。本文的研究对于无人机数据精细化模型的制作具有一定的借鉴意义。

基于GLScene采场基本顶三维精细化参数建模研究

为建立基本顶的三维计算机模型,用于精细化分析基本顶的运动情况。基于矿山压力控制理论,分析采场上覆岩层基本顶的空间运动状态,实现采场基本顶三维精细化建模从物理模型、数学模型向计算机参数建模的转化。将采场基本顶的模型分为基本顶的初次来压运动模型和周期来压运动模型,通过分析基本顶初次来压、周期来压与采煤工作面进尺间的空间关系,描述基本顶来压运动结束后形成的多岩块空间结构,建立各阶段来压过程的数学模型,实现对采场顶板各阶段、各岩块几何尺寸的定量描述;建立三维笛卡尔坐标系,实现对基本顶运动前岩层与运动后岩块的精确建模,运用GLScene的3D组件,实现对采场基本顶各岩层、各岩块的三维动态立体建模,可以实现随采煤工作面的不断推进,采场上方基本顶发生挠曲、裂断与下沉的动态演化过程,更直观地表达采场上覆基本顶的运动规律与运动状态,为预测与控制基本顶来压时引发的安全隐患提供技术支撑。通过31214综采面的建模实例,验证了采场三维精细化参数建模的技术可行性。

一种融合多源影像的精细化三维建模方法

实景三维模型是数字城市和智慧城市的重要空间底板,在自然资源规划、社会经济发展方面发挥着越来越重要的作用。本文分析了倾斜摄影测量、贴近摄影测量和近景摄影测量3种实景三维模型影像的获取方式,提出了一种融合多源影像的精细化三维建模方法。本文以常州市天宁禅寺为试验区,通过多源影像数据融合建模实验证明该方法的有效性。试验结果表明,融合多源影像的精细化三维建模方法有效解决了单一影像数据的三维建模成果细节缺失、结构变形等问题,实现了地表建筑物全方位、精细化三维重建。

关于ZT6500型煤矿液压支架三维结构模型有限元分析

液压支架是煤矿生产的重要设备,其设计和制造水平直接影响煤矿的安全生产和经济效益。以ZT6500/19.5/34液压支架为研究对象,利用三维建模软件SolidWorks建立了简化液压支架样机及其1∶5模型的三维实体模型,在ANSYS软件中导入三维实体模型,利用ANSYS软件对该型液压支架样机及其1∶5模型进行了基础扭转工况下的强度试验。找到了该型简化液压支架样机及其1∶5模型相应的总位移分布规律和等效应力分布规律,确定了该型简化液压支架样机与其1∶5模型的总位移和等效应力的比例关系。

基于多源数据的精细化三维建模方法研究

三维可视化的地理信息数据在国民经济发展和人民生产生活中发挥着越来越重要的作用,如何快速高效的生产三维模型已成为热点课题。本文提出了利用多源影像数据结合背包式激光雷达对测区进行航飞和点云数据采集,利用GodWork-3D进行空三加密,利用ICP算法进行点云融合,然后将空三结果和融合点云加载至Context Capture Center中进行三维建模,并对模型进行精度评价,实验结果表明,利用多源影像数据与背包式激光雷达数据相结合进行实景三维建模相较于单一的倾斜摄影建模,在纹理和精度上都有较大的提升。

基于三维精细化数值模型的地下油库水封安全评价

地下水封油库利用“隙存水封”原理实现原油大规模地下储存,水封安全性是决定地下油库安全经济运行的重要前提。为评价某地下水封油库的水封安全性,基于精细化工程地质勘察,获取了洞库围岩、库区内断层带、节理裂隙密集带、破碎带的渗透系数,综合分析了库址区范围内的渗透系数空间变化规律;并结合多源高精度勘察信息构建了三维精细化渗流数值模拟模型,在对比分析三维精细化模型与均匀介质模型的优劣后,通过数值模拟,对比分析了有、无水幕条件下洞库的水封可靠性,并预测了洞库施工和运营期的涌水量。结果表明:三维精细化数值模型可以精确地反映地质构造对地下水位及水压力的影响,使得分析结果更加符合实际情况;水幕系统可以有效提高洞库水封安全性,具体表现为,在无水幕条件下进行洞室开挖时,地下水位明显下降,部分洞室上方出现疏干区,而在有水幕条件下进行洞室开挖时,地下水位下降不明显,洞室上方具有较厚的含水层,其厚度足以保证洞室水封安全性;同时,洞室涌水量在可控范围内。本研究提出的地下油库水封安全评价方法对类似工程具有借鉴意义。

川滇主要断裂带应力应变积累速率的三维有限元模拟:初步结果

川滇地区构造活动强烈,活动断裂众多,强震活动频繁.了解主要活动断裂的应力应变积累速率对于评估该区的长期地震危险性具有重要参考作用.本文新建立川滇地区及其主要活动断裂的三维黏弹性有限元模型,其中考虑了该区的岩石圈结构分层以及介质在水平和深度方向的不均匀性;采用1996—2018年的平均GPS水平速度场约束模型的侧边界,同时考虑川滇地块深部介质的拖曳力过程,模拟计算了构造加载作用下模型的动力学响应——区域变形特征和断裂的应力积累速率.模拟的位移场能很好拟合GPS观测的速度场,模拟的水平主应力方向在川滇块体和华南块体西缘与地震震源主应力方向相符,反映所建模型与模拟结果有较好的可信度.尝试将模拟的应力积累速率与基于GPS/GNSS观测的应变速率相结合,计算能反映区域地壳应变积累程度的弹性应变能密度分布;讨论了主要断裂带的背景应力、弹性应变能密度和库仑应力积累速率与M≥6.0地震发生的关系.结果显示除了模型边界附近的应力奇异地带外,川滇其余地区1996年以来M≥6.0地震大多数发生在模拟应力积累速率高或次高的断裂带(段),以及弹性应变能密度积累速率中偏高的断裂带(段).在模拟的背景应力速率高而且库仑应力增长快的龙门山断裂带南段和鲜水河断裂带最南段,分别在本文写作和定稿阶段发生2022年6月1日四川芦山M6.1地震和2022年9月5日四川泸定M6.8地震.认为研究区具有类似高或者次高的模拟应力和弹性应变能密度积累速率、但至今无强震发生和记录的断裂带(段),潜在的地震危险性需要关注.

地铁交叉隧道近场强地震反应特性的三维精细化非线性有限元分析

基于ABAQUS软件研发的显式有限元并行计算集群平台,建立地铁双层交叉隧道结构的三维精细化有限元分析模型,研究了近场强地震动作用下地铁双层交叉隧道的三维非线性地震反应特性,并与浅埋/深埋单层隧道的地震反应特性进行了比较,结果表明:双层隧道的相互作用效应对上、下层隧道顶、底部之间的相对水平位移差具有放大作用;对上、下层隧道的地震应力反应有减小作用;双层隧道上、下层左侧的地震应力反应大于右侧的地震应力反应,隧道拱肩和拱腰处的应力反应明显大于其他部位,拱肩为隧道结构的最危险部位;双层隧道下层顶、底部的峰值加速度反应大于上层顶、底部的峰值加速度反应;双层隧道相互作用效应对上、下层隧道地震反应的影响与双层隧道的交叉形式和基岩输入的近场强地震动特性有关。

拉索半精细化有限元模型及其敏感性分析

拉索是由钢丝通过一定方式绕捻组合而成,其力学性能是其组成钢丝性能以及相互间组合受力的综合体现.基于不同拉索的绞捻特性,提出拉索半精细化有限元模型,使用倾斜且旋转排列的短梁来模拟绕捻钢丝,并通过节点耦合的方式模拟钢丝之间的相互作用关系.结果表明:该方法能够得到拉索的整体组合性能以及组成钢丝的内力分布,并且计算简单高效.在轴向力作用下,内部钢丝受力较大,越往外圈受力越小.基于有限元的概率计算和敏感性分析能够反映出钢丝材料不定性对于拉索整体机械性能的影响.

基于低空无人机影像的智慧楼宇精细化三维模型构建方法

由于智慧楼宇矢量数据难以获取,影响构建的三维模型精细度,提出基于低空无人机影像的智慧楼宇精细化三维模型构建方法。基于低空无人机摄影获取智慧楼宇影像数据,预处理影像数据,通过影像的密集匹配、三角网构建以及纹理映射步骤构建智慧楼宇精细化三维模型,修补三维模型空洞,确保模型精细化程度。实例应用结果表明:本文方法构建的智慧楼宇精细化模型平面中误差6.13 cm,高程中误差6.21 cm,验证该方法的正确性,可以构建高精度、高质量的智慧楼宇三维模型。

实景三维模型精细化技术研究与实践

无人机倾斜摄影技术可以快速高效的生成实景三维模型。但随着社会快速发展,用户逐渐对实景三维模型的精细化程度提出了更高的要求。由于航空摄影的局限性,自动化生产的实景三维模型存在结构扭曲、纹理缺损、水面破损、房屋檐下信息缺失等一系列问题,文章测试了三种提升实景三维模型精细化程度的方法,可以有效改善实景三维整体效果,为城市级实景三维模型精细化建设项目积累了经验。

基于地面LiDAR的建筑物精细化三维重建及精度分析

随着“实景三维中国”以及智慧矿山等建设的不断推进,对承载数字化建设基础数据的三维模型精细化程度提出了更高要求。基于地面LiDAR三维重建技术,提出了建筑物精细化三维重建方法。采用地面三维激光扫描仪获取建筑物的扫描数据,经过点云去噪、点云着色、多点点云拼接及坐标转换等处理,构建了基于三维激光点云的实景三维模型,并从位置精度和纹理结构信息角度对模型进行了建模质量评价。结果表明:基于地面LiDAR的建筑物三维重建方法构建的三维模型位置精度高,X方向中误差为±0.92 cm,Y方向中误差为±0.60 cm,平面中误差为±1.10 cm,高程中误差为0.77 cm;在结构纹理精度方面,能精细地表达出建筑物下部及内部的信息,纹理细腻。