Civil 3D在某砂石料场运输道路设计中的应用

为提高道路的设计质量及工作效率,依据现场实测高程数据及相关资料,针对性地研究了Civil 3d在道路设计中的应用。获取实测高程数据建立原始地形曲面,直观地表达了现场地形的变化情况。通过Civil 3D软件的横、纵断面设计功能,建立了道路的三维模型。利用Civil 3D参数化设计对象联动的功能,对道路进行动态调整,提高了设计效率,对比不同设计方案下的开挖量情况,对方案进行迭代优化。

基于Dp-Modeler平台的空地一体化三维实景建模

倾斜摄影技术近地面的三维实景模型常出现变形、缺失等问题,而地面影像辅助倾斜摄影影像能够获得更加精细、完整的三维模型。基于Dp-Modeler平台,利用GPS辅助空三算法,解决了空地影像联合对地面影像定姿的问题,实现了倾斜影像与地面影像数据的耦合。

基于Civil 3D航拍数模的路线三维设计

利用航拍技术和Photo Scan计算机软件,对数字地面模型建立的过程进行分析,并将其应用在Civil 3D中进行道路的三维设计,解决了常规的测量方法和路线设计的缺陷问题,提高了公路勘测设计效率和质量。

基于临床可视化参数建立肺磨玻璃结节生长预测模型

目的应用三维重建技术提取临床可视化参数,建立持续存在的肺磨玻璃结节(GGN)生长预测模型,并验证该模型对GGN生长的预测效能。方法回顾性分析2015年3月至2022年12月浙江省舟山医院肺结节联合门诊规律随访的肺GGN共354例。利用3D Slicer软件半自动分割提取结节的定量影像学特征,根据随访结果将结节分为稳定组和增长组,按7∶3比例采用简单随机法分为训练集和测试集。采用临床和影像学特征参数建立预测模型,并在验证集中检验预测模型的预测效能。结果共纳入男119例、女235例,中位年龄55.0(47.0,63.0)岁,平均随访(48.4±16.3)个月,训练集247例、验证集107例。二元Logistic回归分析结果表明年龄(95%CI=1.010~1.092,P=0.015)和质量(95%CI=1.002~1.067,P=0.035)是影响结节增长的独立预测因素。由于结节质量M=V×(平均CT值+1000)×0.001(M为质量,V为体积),球体体积V=3/4πR^(3)(R为半径),因此,最终选择年龄、二维直径、平均CT值构建logit回归风险预测模型,预测模型为:ln[P/(1-P)]=-1.300+0.043×年龄+0.257×二维直径+0.007×平均CT值。应用拟合优度检验检验模型对验证集中观察数据的拟合程度(χ^(2)=4.515,P=0.808),预测模型校验图显示,受试者工作特征曲线下面积为0.702。结论患者年龄和结节质量是促进肺部GGN增长的独立危险因素,本研究建立并验证了预测GGN生长可能性的模型,可为后续GGN管理策略的制定提供有效依据。

应城市金龙石膏矿区三维地质可视化模型的建立与应用

应城市金龙石膏矿开采已超过60 a,地下形成了大面积采空区,引发了多起地面塌陷地质灾害事故。为更直观地展示石膏矿区复杂的地质条件与矿体、采空区以及地面塌陷空间分布特征,以应城市金龙石膏矿区为研究区,在综合矿区已有的钻孔柱状图、剖面图、采空区分布图、地质灾害点分布图等资料的基础上,以Surpac软件为平台,构建了地质-矿山生产-地质灾害三维可视化模型,实现了地质灾害与矿山生产之间的三维可视化表达,为矿山开采、地质灾害监测预警、地面塌陷综合治理提供了技术支撑,对石膏矿区地质灾害防治具有重要的推广与应用价值。

基于无人地面车辆补充采集的三维重构模型优化

为解决无人机单独采集图像生成三维(3D)重构模型存在破损和孔洞的问题,提出了一种基于无人地面车辆补充采集的3D模型优化方法。该方法耦合基于模型分辨率、三角网格结构和人工选点3种方法提取待优化区域,生成3D包围框和法向量信息,并利用3D重构质量启发式方法生成补充采集视点。结果表明:在该方法优化下,粗糙3D模型的低质量区域得到了显著改善,模型投影像素尺寸平均减少66%;该方法可以有效提升了3D模型重构质量,为室外大规模精细3D重构领域提供了可靠的解决方案。

空地一体三维建模技术在房屋承灾体调查中的应用研究

灾害风险调查和重点隐患排查是中央到地方的重点工作任务之一,而房屋建筑是与人民生命财产安全关系最为密切的承灾体,是自然灾害综合风险普查中的重点调查对象。传统的无人机倾斜摄影测量技术获取的实景三维模型分辨率低,建筑物细部纹理模糊,难以全面地观测建筑物裂痕或危体裂缝情况。本文提出一种航空影像融合近地影像的空地一体三维建模方法,经验证,本文方法能丰富房屋建筑物实景三维模型的侧面纹理,提高了模型分辨率,更能精确地满足房屋承灾体精细化调查的需求。

地面激光扫描联合无人机影像的三维模型重建研究

针对无人机影像在复杂环境(如地面植被茂密区域和城区高楼密集区)中获取精确三维信息面临的挑战,采用地面激光扫描联合无人机影像技术,提出了在此类复杂区域的高质量三维模型重建方法。采用无人机、地面激光扫描仪,获取了河南城建学院5号教学楼的影像信息和点云数据。通过单点配准算法,在地面激光点云和无人机影像点云中寻找并匹配同名特征点,形成了完整的点云数据。采用双向KD-tree优化的ICP算法,重建了5号教学楼的三维实景模型,并对其精度进行了定量、定性分析。结果表明,与无人机影像相比,采用激光扫描联合无人机影像技术获取的三维模型精细程度高,能够准确地反映研究区域的地形地貌和建筑物结构。模型点位中误差为0.039 m,达到了厘米级,满足实际应用中的精度要求。

基于激光点云数据的地物分类与城市三维模型构建

为了解决传统方法地物分类和城市模型构建中精度低和效率低的问题。本文提出基于激光点云数据的地物分类和城市三维模型的构建。在地物分类方面,讨论了特征提取、特征选择以及分类算法等步骤。对于城市三维模型构建,阐述了数据获取、数据预处理、特征提取、模型生成和模型优化等关键步骤,并利用最小二乘法进行城市模型的构建。实验结果表明:本文方法可以有效提高地物分类精度及模型构建效率。

深埋岩溶隧道掌子面突水灾害可靠性上限分析

旨在研究高地应力、高压富水条件下深埋岩溶隧道掌子面突水灾害的可靠性问题。基于已有研究成果,考虑高地应力以及高压富水地质条件,采用极限分析上限法构建了以剪切破坏为主的深埋岩溶隧道掌子面三维防突机制。根据虚功率原理建立突水破坏过程中的能量方程,利用Hoek-Brown强度准则求解了高地应力以及高压富水条件下防止掌子面突水所需要的支护力上限解。在极限破坏状态下,根据掌子面上施加的支护力与突水破坏时的围岩压力构建极限状态方程,建立了深埋岩溶隧道掌子面防突可靠度模型,并采用响应面法计算了掌子面发生突水灾害的失效概率。分析了水平地应力、溶腔水压力、岩体强度参数以及隧道洞径对支护力、潜在破坏长度的影响规律,给出了满足不同容许失效概率下深埋岩溶隧道预防突水灾害所需要的最小支护力以及在有限支护效应下能抵抗的最大破坏长度。将研究成果应用于实际工程案例中,与已有研究、现场结果相比较,验证了本文计算结果的有效性,可为今后类似深埋岩溶隧道的防突问题提供理论指导和参考。

基于模糊综合评价的倾斜摄影三维建模质量评估方法研究

由于地面工程建设地形起伏较大,采用传统的倾斜摄影技术得到的三维模型质量精度可能存在较大差异,因此需要设计一种客观而准确的模型质量评估方法。文章首先对无人机倾斜摄影的影像进行了三维建模,然后分析了三维模型的成果精度,最后构建了三维模型成果质量模糊综合评价体系,实现了对倾斜摄影三维建模质量成果的客观化评价。该方法为地面工程的数字化移交提供了准确的参考依据,对确保工程施工阶段和生产运营阶段的顺利进行起到了重要作用。

空地一体精细化三维建模技术在地质灾害调查中的应用研究

灾害风险调查和重点隐患排查是中央到地方的重点工作任务之一,而地质灾害工作区域多为陡峭险峰地带,易落石滑坡,给灾害调查工作带来诸多不便。随着无人机倾斜摄影测量技术的发展,其以高效率、低成本、成果多样化等优势在地质灾害调查中得到广泛应用。本文通过外业多角度获取测区影像数据建立高精度地质实景三维模型,然后解译危岩体发育情况。经验证该技术可以有效降低地质灾害调查工作的危险系数,满足了地质灾害精细化调查要求,实现了“人工实地调查”到“远程解译调查”的过渡。

无人机仿地倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用研究

实景三维中国要求部分区域航摄影像分辨率优于2 cm,城市由于高楼的存在,采用传统固定航高获取的影像,有些区域难以满足2 cm分辨率的要求。针对这个问题,本文对无人机航摄原理深入研究后,提出采用仿地飞行的方式获取倾斜摄影影像,既可以保证航摄的安全性,又可以获取满足要求的影像。通过实际项目验证得出:采用无人机仿地倾斜摄影技术生产的模型表征质量更好,模型精度更高,对城市实景三维模型的建立具有重要意义。

大型钢结构建筑智能建造关键技术研究

大型钢结构在建筑施工中起着至关重要的作用,但设计模型与实际施工状态之间的偏差是不可避免的,严重影响建筑施工的质量和安全。基于此,文章提出一种基于激光点云的大型钢结构智能建造施工监测方法。首先,引入三维激光扫描技术,获取准确完整的钢结构空间信息。然后,考虑设计模型与激光点云坐标系的不一致性,将建筑信息模型转换为点云模型,并采用由粗到精的配准策略实现了两类点云的数据统一。最后,基于设计模型,从激光点云数据中提取钢结构的空间信息,并分析两个模型之间的距离偏差,以反映实际施工状态。实验结果表明,该方法能够提取设计模型与实际施工之间的偏差,为钢结构智能建造精细施工提供准确的数据源。

公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析

根据高速公路路基的实际情况,建立了三维分层地基模型,分别考虑了刚性路面和柔性路面的情况,利用传递矩阵法获得了置于刚性基岩上的层状地基和分层半无限地基的刚度矩阵,将车辆荷载简化为矩形均布移动荷载,利用Fourier变换方法得到了层状地基系统在交通荷载作用下的三维振动解,并用快速傅立叶逆变换方法得到了数值结果,与模型试验结果进行了比较,显示出了较好的一致性,同时分析了荷载大小、土层性状对响应结果的影响,得出了一些有意义的结论。研究结果可为路面施工设计及路基动力响应分析提供参考。

形态参数下地表采动裂缝三维建模及可视化方法

实现对地表采动裂缝的三维建模及可视化能促进裂缝的形状、成因研究,并为开采沉陷监测和生态环境恢复提供科学支持。目前三维建模方法和软件主要面向建筑物、管道、地质体等地物地貌,若直接应用于地表裂缝的建模与表达会存在野外测绘工作量大、形态规律表达不准确、呈现不逼真等问题。本文结合三维地形建模、分形、空间插值等理论,提出了基于几何形态参数的地表裂缝三维建模方法,并利用Arc Engine平台实现了对裂缝的三维可视化;选取甘肃省东峡矿区为试验区,根据裂缝分布与形态预计参数,实现了对区域内裂缝的模拟,并通过与实测数据和高分辨率影像进行对比,验证了该方法能真实逼真呈现裂缝的形态、延伸与细节信息。

基于三维重建模型的机载双天线干涉SAR外定标方法及实现

采用三维重建模型,研究了机载双天线干涉SAR系统的外定标问题。算法采用基于敏感度方程的方法,通过对干涉成像方程各参数求导,得到基于敏感度方程的误差模型,在此基础上,依据若干地面控制点的精确数据,求解干涉参数偏差。通过迭代求解,得到定标后的干涉参数,并生成精确的数字高程模型。利用我国自主设计、研制的机载干涉SAR系统获得的数据,进行了外定标处理实验,验证了方法的有效性。

基于虚拟现实试验场景的驾驶模拟系统研发

为解决驾驶模拟系统视景显示中的显示画面粗糙及驾驶员视角固定等问题,采用3Ds Max建立了垫江某汽车综合试验场三维高精度模型,并基于Unity 3D和HTC Vive搭建了虚拟现实显示系统,进行汽车试验场完整环境的渲染和VR显示。最后通过Labview RT和Carsim搭建了汽车动力学仿真平台,至此完成了基于VR的驾驶模拟系统构建的全部过程。仿真结果表明:基于虚拟现实试验场景所开发的驾驶模拟系统显示画面良好,且驾驶员具有较高的视场角及自由灵活的观察视角,有效提升了驾驶员沉浸感。

大疆消费级无人机在倾斜摄影测量中的应用实践

近几年,倾斜摄影测量技术随着无人机制造技术的成熟,已广泛应用于城市三维建模、数字地形测绘、地籍与房地产测绘中。相较于传统的地形测绘,无人机倾斜测量成本低、效率高、成果多样等方面具有显著的优势。运用消费级无人机倾斜测量技术,在陕西渭南某高速公路连接线进行了1∶500地形图测绘实验,结果表明,该技术能满足1∶500地形图精度要求,为无人机倾斜摄影测量技术在带状地形图测绘中的应用,进行了有益实践。

铁路轨道下盾构施工所致地面沉降的数值模拟

以天津津滨轻轨天津站站———七经路站盾构施工区间工程为对象,采用三维有限元方法,对在多条铁路轨道下长距离盾构掘进过程引起的地表变形进行数值模拟.根据模拟结果,详细分析盾构穿越导致的沿盾构方向和垂直于盾构方向的地表沉降,得出盾构施工各阶段的地表沉降规律,研究盾构掘进对地表的扰动范围,分析先施工隧道和后施工隧道对地表沉降的贡献差异,并探讨对铁路荷载的影响.计算结果与监测结果吻合较好.