不同UAV航摄方法的3D建模技术及精细化量测分析

本文以云南省禄丰恐龙谷南部的典型冲沟为研究区域,分别设计两种模式进行数据采集,先采用无人机正常航测模式对试验区一进行数据采集,再用无人机贴近地面飞行的方式对试验区二进行数据采集,通过数据处理,得到两个试验区的三维实景模型、点云数据、DOM、DSM等,对无人机成像点云进行PTD滤波处理,构建高分辨率的DEM;结合三维实景模型和DEM分析不同数据采集模式的优缺点以及适用性,结果总体实证了应用近地面飞行采集数据构建的三维实景模型能够实现对复杂地物的精细化量测分析,为广大山区复杂地形的三维建模和精细化分析提供了一种思路,对复杂地形的研究分析具有参考借鉴作用。

倾斜摄影与激光点云融合建模在城中村精细化测绘的探索应用

城中村通常建筑密集且视野狭小,导致测量环境复杂,限制了传统工程测量尤其是建筑物精细测绘的作业精度与效率,本文以广州市城中村为例,探索了联合倾斜摄影与激光点云建模在精细化测绘的应用。无人机倾斜摄影测量通过多角度空基观测捕捉密集建筑群落立体信息;激光扫描通过连续设置地基站获取点云数据,进行去噪、配准、分割等处理。利用Iterative Closest Point算法将点云与倾斜摄影数据配准,通过激光点云弥补倾斜摄影模型近底部遮挡区域并细化其几何细节,得到高精度城中村实景三维模型。试验结果表明,融合倾斜摄影与激光点云的三维模型可满足城中村精细化测绘要求,具有一定的应用价值。

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。

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。

无人机倾斜摄影在城市精细化三维模型制作中的应用

针对倾斜摄影自动化生产的实景模型存在悬浮物、部分建筑拉花变形、墙壁破洞等问题,文章提出采用无人机完成低空倾斜航摄,利用Smart3D自动化建模,并利用SVSMeshEditor和SVSGeoModeler软件,完成实景模型悬浮物的删除以及单体化建筑的生产。以某一城市实景三维模型生产为例,对作业关键技术进行介绍,对模型存在的问题进行分析,并对问题模型进行了优化处理。通过对悬浮物删除,实景三维模型场景更加美观漂亮,对建筑单体化操作,解决了建筑变形精度降低的问题,并且单体建筑更加完整,可用性强。

多摄影测量技术融合在复杂地形实景三维建模中的应用探讨

本文指出复杂地形实景三维建模是地理信息科学和计算机视觉领域的研究热点之一,而传统倾斜摄影测量方法难以精确重建复杂地形细节特征。本文提出并研究了利用无人机摄影测量与地面近景影像相结合开展复杂地形精细化三维模型方法。实践表明,本文提出的多摄影测量技术方法构建的精细化实景三维模型可视化效果好且精度高,可以有效解决地形高差等复杂地貌条件对实景建模质量影响。

基于无人机贴近摄影测量技术的传统文化建筑精细三维建模研究

文章针对传统文化建筑精细三维建模的需求,以云南玉溪市红塔区北城高古楼为例,利用贴近摄影测量技术通过无人机进行多角度探测,获取高分辨率影像,建立高古楼精细化三维模型,并对模型效果、精度进行分析。研究表明,该技术方法能有效获取高质量的影像数据,建立精细化的实景三维模型,实现传统文化建筑动态化、多维度细节展示,为传统文化建筑数字化档案建立工作提供技术支持,具有广阔的应用前景。

判别性特征引导的零样本三维模型分类算法

基于零样本学习的三维模型分类是三维视觉领域的一个新兴话题,旨在对未经训练的三维模型进行正确分类.针对零样本三维模型分类中存在重视全局而忽视局部,强制约束而无视语义-视觉跨域差异性,导致整体性能低下的问题,提出一种判别性特征引导的零样本三维模型分类算法.首先,以三维模型的多视图表征为输入,自适应地捕获三维模型的局部判别性特征,获得具有良好语义对应性的视觉特征表示;其次,以词向量的形式引入类的语义表示,结合条件生成对抗网络生成类的伪视觉特征;最后,提出语义判别损失和内容感知损失联合监督,从语义到内容共同约束真实视觉特征和伪视觉特征的对齐,鼓励模型学习具有高局部判别性的特征,实现语义-视觉的跨域细粒度对齐.在ZS3D数据集上达到了60.9%的Top-1准确率,超越当前最好方法2.3个百分点,同时在Ali数据集的3个子数据集上也分别取得31.9%,9.9%和16.6%的准确率,均达到了较好的实验效果,验证了该算法的有效性和普适性.

贴近摄影与倾斜摄影测量技术融合在地质灾害调查中的应用

传统的地质灾害调查中以人员实地调查为主,不仅工作效率低、而且工作区多为复杂地形,为地质灾害调查带来了挑战,使地质工作变得较为危险。本文以探究精细化三维模型构建技术在地质灾害调查中的应用为目的,融合贴近摄影与倾斜摄影测量技术,通过采集工作区多视影像,以及对灾害点贴近摄影,融合构建精细化模型,在此基础上进行地质灾害解译。经案例证明,贴近摄影与倾斜摄影测量融合技术构建出高分辨率、高精度地质灾害底层精细模型,在地质灾害应用中效果明显,大大提高了地质灾害调查效率。

基于高精度三维地震的盐矿溶腔精细探测技术研究与应用

水溶开采是当前井矿盐的主要开采方式,盐矿资源的开采通常会在矿区层内形成大量溶腔。查明溶腔的发育情况以及盐层顶板破坏程度对于指导生产井设计、盐穴空间利用和保障盐矿安全生产具有重要意义。为了能准确、精细地探测出溶腔的形态、范围、大小及上溶发展情况,通过研究适用于溶腔探测的观测系统、溶腔精细成像处理、多属性综合解释和溶腔三维地质建模等方法,形成基于高精度三维地震的盐矿溶腔精细探测技术。工程应用表明,该技术能够精准刻画溶腔的发展方向、发育情况、内部联通情况、顶板破坏程度等,为矿区开采井规划布置和矿山安全生产管理提供技术支撑。

精密三维建模贴近摄影技术研究

通过对山体地质露头、岩体剖面开展高精度倾斜摄影和贴近摄影采集技术研究,探索出一套从成果精度指标理解、性能匹配的硬件配置、功能适应的软件选择、满足要求的静态控制网建立、岩壁像控点精密测量、露头剖面精细航线规划,到复杂环境下无人机控制措施应用等针对性的技术路线,成功实现航测采集分辨率2 mm以内、三维实景模型相对精度1 cm以内的目标。

基于3D-GIS的抽水蓄能电厂动态监控与仿真技术研究

文中针对抽水蓄能电厂运营信息化建设的需求与现状,依托高精度三维建模技术、设备动态监控、虚拟仿真等技术,对抽水蓄能电厂进行全方位、多视角的精细测绘与三维建模,同时集成电厂现有系统资源,搭建动态监控与仿真一体化平台,解决目前抽水蓄能电厂信息展现不集中、不直观的缺陷,为电厂三维信息化建设提供新型的解决方案。

空区探测及3D建模技术在采矿损失贫化核算中的应用

针对焦家金矿深部矿体上向水平进路充填采矿法二步骤矿柱回采降低采矿损失贫化的问题,采用VS150空区扫描系统对矿房回采后形成的空区进行精细化探测,将其结果导入3Dmine软件中生成三维模型实体。通过对模型切割水平剖面和垂直剖面,定量分析采场超、欠挖情况,计算得出矿石贫化率为5. 1%,采矿损失率为6. 8%;同时,通过垂直剖面中的矿柱轮廓,为下一步矿柱回采时炮孔精细化设计提供详细依据,从而达到降低采矿损失贫化的目的。对类似矿山二步骤矿柱回采降低采矿损失贫化具有一定的参考价值。

工程地质三维模型精细构建方法研究

上海三维城市地质信息系统有很好的地质建模基础,但是由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性和不确定性,建立的三维地质模型与实际的地质条件之间还有不小的差距。本文结合上海地质条件和钻孔数据情况,对当前的钻孔自动建模方法流程进行了分解、对实现过程缺陷进行了剖析,从工程地质条件分析、数据预处理方法、建模算法优化三个层面开展了建模流程的精细优化,并选择典型的中山公园场地进行建模验证和精度分析,通过将建模结果与人工生成的成果图进行精度评估,取得了较好的建模效果。

三维激光扫描仪在建筑物精细重建中的应用

数字城市建设的不断推进和三维数据采集技术的发展,对城市中重点地区建筑模型的精细程度提出了更高的要求。目前在大规模城市三维建模中,地面激光扫描与倾斜摄影测量联合建模的方法因其建模效率高被广泛应用。但其模型精细程度不能满足重点地区建筑物建模精细度的要求,因此采用多源点云融合进行小区域高精度的三维建模。融合建模虽然模型精细度较高,但前期点云数据处理工作量较大,影响建模效率。本文提出一种建筑物精细建模的方法,并通过实际数据进行验证对比。结果表明,该方法在实现建筑物精细建模的同时,提高了密集点云的自动化处理程度和建模效率。

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。

基于无人机模型的危岩运动模拟及风险区划

研究目的:青藏高原东南缘板块交界处的金沙江区域海拔高,地壳活动频繁,岩体较破碎,沿岸地形起伏大,高位危岩发育。传统的地质勘察手段人力难以企及,安全风险极高且效率低下,因此亟需开展非接触式测量、运动模拟及风险区划技术的相关研究与实践,探索出一套适宜高原山区的危岩落石勘察和风险评价分析体系。研究结论:(1)针对高原山区海拔高、低温低氧、地形起伏大、风速大等不利环境因素,选定了非接触式的无人机平台及精细化建模技术,替代了高原山区传统的勘察工作模式;(2)获取了高陡边坡、高位危岩落石区域的真实地形表面特征,可实现高陡边坡高位危岩落石的解译识别、岩体结构几何信息的定量提取、三维滚落运动模拟及特征分析和落石时空风险区划;(3)通过大量的应用实践,这种新型勘察评价体系可极大地提高勘察精度和效率,保障勘察设计施工的安全,研究成果可为高原山区勘察工作提供借鉴和参考。

大规模中心城区精细化建模及可视化研究

无人机倾斜实景三维模型在数据缺失时会出现扭曲、变形等现象,模型精细程度不高,同时由于建模机制等原因无法直接用于智慧城市的管理应用。本文以南京市江宁区100 km^(2)中心城区的精细化建模为研究对象,融合应用多源异构数据构建出大场景实景三维模型,基于三维模型完成了各类城市基础设施的单体精细化建模及三维可视化研究。结果表明,构建的精细化模型数学精度高、模型表达细腻、完整性优,基于数字孪生平台搭建的三维可视化系统可承载海量三维模型数据的快速加载及运行,并可为智慧城市的管理提供服务应用。本文为大规模三维精细化城市模型的建设提供了一定的参考价值。

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。

地层精细划分下的储层岩石学特征三维建模分析

可信度低的储层岩石学特征三维模型,会使得三维模型的应用价值下降。针对上述问题,构建地层精细划分下储层岩石学特征三维优化模型。选择Petrel软件作为储层岩石学特征三维建模工具,从钻井、沉积相、孔隙水等多个方面准备数据样本;模拟储层成岩与演化过程,设计地层结构精细划分标准,精细划分储层结构;从岩石颜色、矿物组分和沉积构造3个方面,分析储层岩石学特征,求解孔隙度、渗透率、含油饱和度等特征属性;按照优化设计的离散型变量和连续型变量,得出储层岩石学特征三维建模结果。通过模型验证实验得出结论:优化设计的储层岩石学三维模型的拟合度以及特征属性误差均满足预设要求,即构建的三维模型具有较高的可信度。