移动式三维激光扫描系统在崖墓考古绘图中的应用

崖墓是四川地区具有地域特色的丧葬形式,数量众多,分布范围广泛。在分析墓葬间的空间分布关系方面,传统测量方法存在作业效率低、总体精度差等问题。因此,以新川创新科技园屈家山2号文物点为例,首先采用基于即时定位与地图构建技术的移动式三维激光扫描系统获取点云数据,再利用专业软件准确绘制墓葬分布图,并与测距仪测量结果进行对比分析。结果表明,移动式三维激光扫描系统可明显提高绘制崖墓分布图的作业效率,且满足测量精度要求,在考古领域中具有较好的应用前景。

大孔径CT结合三维可移动激光系统引导下胸部肿物穿刺活检术的价值研究

目的:评估大孔径CT结合三维可移动激光系统引导下胸部肿物穿刺活检术与传统大孔径CT引导下的穿刺活检术的临床效果。方法:2019年9月至2020年12月期间,共选取170例符合条件的患者纳入研究,随机分为研究组(n=87)和对照组(n=83),研究组接受大孔径CT结合三维可移动激光系统引导,对照组仅接受大孔径CT引导。比较两组的穿刺时间、进针次数、并发症发生率、穿刺成功率和病理阳性率。结果:研究组的穿刺时间明显短于对照组,进针次数明显少于对照组(P<0.05);研究组并发症发生率显著低于对照组(P<0.05);研究组穿刺成功率和病理阳性率均显著高于对照组(P<0.05)。结论:大孔径CT结合三维可移动激光系统引导下胸部肿物穿刺活检术相比传统方法有更高的穿刺准确性和病理阳性率,同时减少了穿刺时间和进针次数,降低了并发症风险。

移动式三维激光扫描在轨道交通结构变形监测中的应用

针对轨道交通作业窗口“受限”且传统测量手段无法全面获取隧道状态的问题,本文借助移动式三维激光扫描系统,结合实际工程案例对轨道交通结构进行检测,首先推导了三维激光扫描的基本原理和坐标转换数学模型,通过外业数据采集、内业数据处理获取了隧道点云数据。对比分析临近地铁隧道的深基坑项目施工前后三维激光扫描数据,结果表明:基坑施工过程对隧道结构产生了一定影响,且基坑正对影响区域结构变形最大,外扩影响较小,净空收敛累计变化量最大,为15.4mm。同时使用全站仪对三维激光扫描获取的净空收敛结果进行精度评估,结果证实了:移动式三维激光扫描测量隧道净空收敛和全站仪测量净空收敛累计变化量总体一致性较好,其中83.33%的监测断面累计变化量互差小于2mm。

基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法

[目的]地铁隧道内接触网导高是保证列车正常受电的重要参数,需定期进行检测。针对其他导高检测方式存在的误差大、精度低的问题,需提出基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法。[方法]基于移动三维激光扫描技术提出了导高检测的新方法,分析了误差来源;提出通过在移动式三维激光扫描仪上增设刚性倾斜组件来改变扫描仪激光线入射角度,进而减少隧道断面点云模型的毛刺数量,并采用等角兰勃特投影来获取隧道真实点云模型。与导高仪检测结果进行对比,以验证其导高检测精度是否满足相关要求。[结果及结论]基于移动式三维激光扫描技术建立的隧道断面点云模型存在毛刺,是因激光脚点垂直入射接触网发生散射和漫反射导致的。增加倾斜组件,可有效减少隧道断面点云模型的毛刺数量。移动式三维激光扫描仪与导高仪的导高检测数据对比结果表明,基于移动式三维激光扫描技术的导高检测精度基本在±3 mm以内,能够满足相关规范对导高检测的精度要求。

基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用

地震救援现场建筑结构评估是施行生命搜救作业的前提,也是进行安全施救的保障。基于SLAM(Simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)技术的移动式三维激光扫描仪具有体积小、重量轻、可多平台搭载移动作业等多种优点,其“所见即所得”的特点为进行地震救援现场建筑物结构安全评估提供了便利。本文以“应急使命·2023”演习场地和2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震现场为例,对移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用进行验证。通过移动式三维激光扫描仪对救援场地进行扫描,获取点云数据开展建模,并对场地的分区布局、建筑类型、建筑结构等特征数据进行提取,在此基础上进行建筑物结构安全评估工作。结果表明基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪具有易于携带、操作简单、作业高效、测量精度高的特点,为地震救援现场开展现场评估工作提供了新的技术方法,具有良好的应用前景。

基于三维激光扫描系统的芒硝矿采空区边坡变形监测单点误差模型建立及精度分析

该文主要探究三维激光扫描系统在某采空区边坡变形监测中的应用,并对边坡模型的点位精度进行计算和分析。使用Maptek I-Site三维激光扫描仪完成边坡点云数据的采集,并使用配套的Maptek I-Site Studio软件对点云数据进行拼接、滤波、精简等一系列处理,使用精简后的点云数据构建边坡曲面模型。以全站仪获取的标靶坐标数据为标准值,以三维激光扫描仪获取的标靶坐标数据为测量值,求出两者之间的真误差,进而求出观测值的点位中误差。结果表明,三维激光扫描系统测量的点位精度为IV级,仅能满足土质边坡对于水平位移监测的精度要求。

移动三维激光扫描技术在城市测量中的应用研究

随着测绘项目对成果要求越来越精细,移动测量技术逐渐兴起。移动三维激光扫描技术根据载具的不同可划分为背包式三维激光扫描仪、手持式三维激光扫描仪、机载三维激光扫描仪、车载三维激光扫描仪及推车式三维激光扫描仪。采用的点云绘图软件包括AutoCAD,LidarFeature及EPS。本文针对不同载具的移动测量技术及相关的处理软件的的优缺点,对不同移动测量技术的适用性进行了分析。

移动式三维激光扫描技术在石窟文物数字化保护中的应用

本文指出石窟文物是人类文明发展的珍贵遗产,具有极高的历史价值、文化价值和艺术价值。由于各种自然因素和人为因素,石窟文物常受到一定程度破坏,因此亟需进行数字化保护,但是由于石窟文物一般嵌于岩体内部,传统地面式三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术进行窟内数据采集较为困难。针对这一难题,本文应用移动式三维激光扫描技术采集石窟文物点云数据,通过三维建模真实还原了石窟内外部真实场景,并进行了数字化保护应用研究。研究结果表明,该技术可为石窟文物的修复保护工程提供数据基础。

基于移动三维激光扫描技术的高层建筑火灾调查研究

为了提升高层建筑火灾调查的准确度和效率,提出基于移动三维激光扫描技术的高层建筑火灾事故调查方法。在灾后现场调查中,此方法仅通过人工手持扫描仪获取事故现场的数据,结合自动化软件对收集的现场数据进行处理,实现灾后现场点云数据的全面采集,通过实际工程进行对比验证。结果显示,该方法不仅可以实现灾后现场的快速扫描和高效测量,获取的灾后现场数据可为高层建筑的安全监控提供数据支撑。

基于三维激光扫描技术的矿山地质测绘精度评估系统研究

本研究针对当前矿山地质测绘技术所遇到的精度问题,详细探讨了基于三维激光扫描的地质测绘精度评估系统。经过试验和比较可知,此策略可明显增强矿山地质测绘的精度,并且其应用潜力巨大。

移动背包三维激光扫描系统在陡岸水库测绘中的应用——以白鹤滩水电站库区典型河段为例

针对陡岸水库岸坡度大、地形狭窄复杂、植被覆盖度高、水文泥沙监测精度要求高,且传统人工走测难度大、效率低、风险高的问题,本文提出了移动背包三维激光扫描系统观测方法,并以白鹤滩水电站库区典型河段为例,开展了移动背包三维激光扫描系统的应用试验研究。定性定量成果表明,移动背包三维激光扫描系统测量平面中误差为0.024 m,高程中误差为0.044 m,相对面积较差为0.24%,精度符合技术要求,较人工走测工作效率提高3.75倍,十分适用于陡岸水库监测。

基于三维激光扫描数据的360度环视显示系统设计

360度环视显示的像素采样噪声较高,基于三维激光扫描数据设计360度环视显示系统。在系统硬件中,设计供电模块,得到电源转换装置,设计数据采集接口,通过激光扫描装置获取系统成像数据。在系统软件设计中,处理目标回波信号,分别得到发射信号、信号发射瞬时频率,分析测距信号频谱分布,得到目标回波信号表达式。建立信号噪声过滤模型,将无关噪声转换为加性回波信号,得到滤波处理后的像素强度,建立该信号噪声滤波器的数学表达式。建立投影函数,计算感光传感器上的图像坐标值,得到360度环视显示成像。实验结果显示,设置维纳滤波常数为0.06,此时的显示影像数量越多,环视显示系统的噪声抑制效果越好。

基于三维激光扫描的坡沟系统侵蚀产沙过程研究

为了探究野外自然坡沟系统土壤侵蚀过程,研究于黄土丘陵沟壑区典型流域辛店沟内自然坡面开展5场放水冲刷试验,利用地面三维激光扫描技术(Terrestrial laser scanning, TLS)获取高精度地形信息,并采用DEM of difference(DoD)地形变化监测方法计算产沙量,利用实测产沙量评估TLS的监测精度,并探讨了坡沟系统侵蚀/沉积的变化特征。结果表明:(1)累积场次中,DoD不确定性(即level of detection, LoD)平均值(范围)为16.5 mm(16.2~16.8 mm)。单场次中,LoD值平均值为16.4 mm(16.2~16.6 mm);(2)累积场次中,梁峁坡、沟谷坡、坡沟系统TLS扫描所得产沙量相对误差的平均值(范围)为52.63%(26.06%~106.98%),56.68%(30.26%~75.49%)和56.28%(33.37%~73.28%),与实测数据显著相关(R2>0.9,p<0.05)。单场次TLS扫描相对误差波动范围更大且平均值高于累积场次,其值分别为83.70%(4.08%~190.40%),91.41%(0.95%~225.09%)和87.58%(4.09%~215.55%),与实测值非显著相关(R2<0.57,p>0.05),表明TLS更适合于坡沟系统累积场次侵蚀产沙监测,而单场次监测精度较差;(3)随冲刷次数的增加,梁峁坡、沟谷坡和坡沟系统侵蚀产沙均呈增长趋势,但沟谷坡和坡沟系统沉积量快速增长后趋于平稳。(4)梁峁坡侵蚀区域主要位于梁峁坡上中部,沉积主要分布于梁峁坡中下方,沟谷坡大部分区域侵蚀剧烈,沉积主要分布于沟底,梁峁坡和沟谷坡侵蚀区占地形变化区域的比例均高于79%。结果可为黄土高原土壤侵蚀监测与机理研究提供参考。

三维激光扫描技术在大型工程测量中的应用

随着科技的发展,三维激光扫描技术在工程测量与测绘领域得到了广泛的应用。对此技术的深度探讨与分析,意在揭示其在实际应用中的样态与结果。通过实践与实验,建立了一套在工程测量与测绘中运用于三维激光扫描技术的全流程。针对该技术的局限性如运动模糊、相对测距误差、系统误差调整等,提出有效实用的解决策略。研究结果发现,相对于传统工程测量与测绘方法,三维激光扫描技术确确实实展现出更高的测量精度与更快的测量速度,同时根据实验结果优化了三维激光扫描技术的系统设计,进一步提高了其性能。本研究涵盖了三维激光扫描技术在工程测量与测绘中的重要应用,为相关领域的研究提供了有益的参考。

移动三维激光扫描技术在隧道病害识别中的应用

隧道等地下空间工程是解决城市资源与环境危机的重要措施,是城市新基建的主要方向。开展城市地下工程基础设施普查,定期全面的"体检",是确保人民生命财产安全的关键问题。本文针对隧道病害快速识别问题,首先利用自助研发的移动三维(3D)激光扫描系统获取了隧道点云数据,进一步研究了点云数据处理方法,获取了隧道灰度影像图,然后分析了隧道病害影像的识别特征,计算了该段隧道裂缝、渗漏水、衬砌脱落等病害的位置及大小,验证了三维激光扫描技术在隧道病害检测中的可行性。

手持式移动三维激光扫描仪在大比例尺地形图测绘中的应用

研究当前具有代表性的4款手持式移动三维激光扫描仪(Handheld 3D Mobile Laser Scanner,HMLS),对其中使用的关键技术进行了对比分析,并通过数据采集试验验证了此类设备获取数据的精度和效率。4款设备均支持激光SLAM、全景影像,能获取真彩色点云数据,差别在于激光传感器、相机、SLAM算法、易用性、作业效率、点云赋色效果等方面有所不同,本文主要从获取数据的作业效率、设备易用性、数据文件占用计算机空间、点云数据效果、点云精度评估等方面分析,徕卡BLK2GO手持实景扫描仪、GeoSLAM手持移动扫描仪作业效率较高,获取的点云数据效果较好,适用性较强,其他两款作业效率稍低,获取的点云数据赋色效果稍差,其中北京数字绿土手持旋转激光扫描系统LiGrip V100测试效果相比欧思徕激光全景测绘机器人SR-RL6(手持模块)要好。相比其他款单人可操作,欧思徕激光全景测绘机器人SR-RL6(手持模块)易用性较弱,外业需两人配合。结果表明,4款设备在平面点位精度、高程精度均优于0.10 m,间距精度上均优于0.05 m,能满足大比例尺地形图测绘的要求;而相比于传统作业方法,4款设备在作业效率上优势明显,在成果丰富性、准确性、精度上均比传统的光电测距等方法生产的地形图更优,未来使用前景广阔。

船载移动三维激光扫描系统的设计与实现

船载移动激光雷达扫描系统由脉冲激光源、测距探测接收器、系统控制处理器和光机扫描器组成,并集成定位定姿系统(Position and Orientation System,POS)。本文以自主研发的船载激光扫描仪为研究对象,阐述了扫描系统的软硬件组成与工作流程,并对实验结果进行了精度评定。实验表明,本文设计的船载移动三维激光扫描系统能有效准确地获取目标物的三维点云数据,未来可在海岸带海岛礁测绘、港口码头测量、近岸工程变形监测中发挥重大作用。

静站式与移动式三维激光扫描的精度对比分析

针对传统隧道变形监测周期长、工作量大、覆盖率低,而三维激光扫描具有效率高、点位全、方便快捷的特点,利用静站式与移动式三维激光扫描分别对控制点坐标进行提取,并对其精度进行评估。实验结果表明,X方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.9 mm和9.9 mm;Y方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.6 mm和9.7 mm;H方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.6 mm和10.0 mm。静站式三维激光扫描仪测得的控制点坐标偏差平均值分别为4.32 mm、4.84 mm和4.49 mm;移动式三维激光扫描仪测得的控制点坐标偏差平均值分别为7.59 mm、7.37 mm和8.00 mm。

基于地面三维激光扫描技术与无人船测深系统的水库库容计算

精确测得水库库容,对库区的运行管理和监测具有重要的意义。本文通过无人船测深系统获取水下地形点云数据,结合地面三维激光扫描技术获取精确的水上地形点云数据,利用3DReshaper 2017软件平台获取水下和水上地形等高线,为弥补无人船测深系统无法测到的盲区,我们外延水上地形等高线,再利用CAD软件计算库区水面面积,通过最小二乘法建立三维激光扫描仪的水库水位面积关系曲线,由该水位面积曲线建立无人船测深系统获得的水位面积与三维激光扫描仪获取的水位面积之间的回归方程,并根据该方程计算完整的实际水库水位与水位面积关系曲线。最后再根据等高线容积法计算水库库容。无人船测深系统与三维激光扫描技术结合的水库水位面积曲线测定方法,弥补了无人船测深系统的不足,同时高效、便捷的完成水上和水下地形的测量工作,可以大量节省人力、物力和财力,在生产实践具有更广泛的推广应用价值。

基于三维移动激光扫描技术的铁路限界测量方法

传统铁路限界测量作业效率低,难度大,如何高效且精确地获取限界数据成为铁路建设亟需解决的问题,为此,提出了将三维移动激光扫描技术运用于铁路限界测量的方法。通过实际工程应用后,与传统限界测量结果进行对比,结果显示,移动激光扫描测量具有自动化程度高、获取数据速度快、点云数据量大、精度可靠性高以及数据处理迅速等优点,今后可将该技术在类似工程测量项目中推广应用。