基于轻量型移动测量系统的地外熔岩管3D探测与地表验证

熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问题,提出一种基于轻量型移动测量系统的熔岩管3D探测方法,利用穿戴式设备实现高效精细的地图构建和三维形态表达,并通过地球熔岩管探测进行验证。首先利用激光扫描高效获取熔岩管内点云,并基于迭代卡尔曼滤波算法生成熔岩管3D点云实时地图。然后结合地面滤波、管道壁提取、法向量估计等点云智能处理方法,实现熔岩管的三维智能化重建,并作形态学分析。选取海南省海口市的仙人洞及七十二洞作为地外熔岩管的模拟场景进行实验,结果表明,所提方法实现了熔岩管3D实时自主测图,生成的点云地图及3D模型相比于已有研究结果更精准、地貌形态细节信息更多,可更好地满足熔岩管的形态分析需求,有望为地外熔岩管探测提供基础。

三维激光扫描技术结合3DS MAX在建筑物逆向建模中的应用

针对目前建筑物逆向建模中存在的数据采集效率低、模型精度低、模型效果不真实等问题,提出了一种三维激光扫描技术结合3DS MAX对建筑物进行逆向建模的方法。使用架站式三维激光扫描仪对目标建筑物进行多站扫描,利用SCENE软件对多站点云数据进行配准、去噪生成三维点云,基于三维点云生成建筑物各立面的正射影像,将影像导入AutoCAD并绘制建筑物二维平立面矢量图,将各平立面矢量图导入3DS MAX软件,经建立白模、纹理贴图等过程,生成目标建筑三维模型,最后对模型的精度进行了验证。结果表明,该方法可以高效地建立高精度且具有逼真效果的建筑物三维模型。

3DMAX室内环境感官设计建模方法

提出基于3DMAX的室内环境感官设计建模方法。首先通过划分室内空间环境,分别采集每个子空间激光点云环境数据,提取室内空间特征量,基于特征分量完成数据融合处理;然后考虑室内环境感官设计要求,重构三维视觉空间点,将室内环境二维图像矢量数据和激光点云匹配信息同步导入3DMAX软件中,自动生成室内环境感官设计三维模型。实验结果表明:误差仅为0.014 m,与对比实验方法建模结果的中误差分别少0.018、0.01 m,说明新研究方法可以更好地辅助室内环境感官设计,实现室内场景虚拟模型的高质量创建。

多源点云优化的城市三维模型构建

简易模型与传统复杂的单体模型相比,对存储、可视化、传输和后续应用技术要求低,敏感信息承载量少,且能满足大部分应用需求,具有更高的应用价值。考虑应用需求与技术现状,自然资源部将城市三维模型(L0D1.3级)纳入实景三维中国建设任务中。目前相关生产以半自动化采集为主,工程化应用存在技术流程烦琐、效率较低且对数据量限制较大等问题。本文立足山东实际,提出了一种基于多源点云优化的城市三维模型快速构建技术,在充分利用现有数据基础上有效提升了数据处理效率,大幅减少了生产成本,并在实景三维山东建设过程中得到了有效验证,具有较好的社会经济效益与推广价值。

三维激光扫描与BIM技术融合的城市轨道交通地下建筑物三维建模方法

本文将三维激光扫描技术与BIM技术相结合,实现了城市轨道交通地下车站、隧道及附属设施的三维建模。通过激光扫描仪获取点云数据,利用点云处理软件进行预处理,包括拼接、去噪和精简等操作;然后利用特征点云提取方法结合BIM建模软件和可视化编程技术,有效解决了传统测绘方法无法获取和处理复杂地下建筑物信息及BIM模型中信息孤岛问题。本文方法对未来城市轨道交通工程建设和运维管理的信息化和三维可视化具有重要意义。

某工程大跨度钢桁架整体提升施工技术

大跨度钢桁架整体提升施工技术是现代大型钢结构工程中的重要施工方法,适用于跨度大、构件重、施工环境复杂的工程。以北京某工程为背景,阐述该工程中对整体提升技术的应用,同时,对施工过程中提升过程分段,提升点位布置,提升临时措施的设置、液压千斤顶及液压泵站的设计、提升变形监测等施工工艺进行介绍,并对工程整体提升过程进行描述。通过重点应用三维激光点云模型技术,对施工全过程进行监测,保证工程施工质量。

三维激光扫描技术在工程建设中的应用研究

阐述地面三维激光扫描技术原理,介绍三维点云数据采集和处理的关键进展,梳理三维扫描技术在地下空间开发利用、结构健康监测、室内工程施工、质量检测与评估、文化遗产保护传承、智慧城市应用、已有工程改造、施工进度跟踪等领域的应用现状。分析该技术应用于不同领域的优缺点及改进方向,指出三维点云数据存储管理、计算分析面临的挑战,并展望三维激光扫描与点云处理在工程中的发展趋势。

三维激光扫描技术在建筑物三维建模可视化中的应用探究

随着城市化进程不断深入,旧城改造成为城市发展中急需解决的问题,而精准核算建筑立面工作量是保证工程项目顺利进行的基础。在老旧城区进行现代化改造过程中,由于老旧建筑物大多年代久远,原始设计资料缺乏且难以搜集,不少建筑物经过多次改建,现状与设计图纸已无法匹配。这些情况下需要实地进行建筑外立面测绘,获得其现状立面图。传统全站仪测量外立面方法作业效率较低,测量中经常受到各种外在因素影响,严重影响到工程进度。而三维激光扫描技术能妥善解决上述问题,以点云数据为基础,构建建筑高精度三维模型,从而全面提高建筑物测量效率。基于此,该文以阐述三维建模技术概述为基础,分析点云建模中存在的问题,结合实际案例,采集相关数据资源,通过扫描获取的高精度、全面的三维激光点云数据,建立健全的三维模型,生成完整建筑物模型,绘制建筑群立面图纸,以便存档及为后期改造提供数据基础。

基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法

针对桥梁预制钢构件在预装配工序缺乏数字化检测手段,以及缺少控制整体装配误差的技术方法等问题,提出一种基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法。该方法首先针对大尺寸钢桥塔节段提出基于标靶拼接的部分特征点云扫描方案,获取其点云数据并进行逆向建模;然后以钢桥塔节段装配面形心重合和扭转偏差最小化为原则,通过对节段关键点的制导完成钢桥塔虚拟装配;最后对影响装配精度的节段制作误差和相邻节段的断面吻合度进行定量分析。为验证该方法的可行性,以某独塔斜拉桥的钢桥塔预装配施工为背景,基于虚拟装配结果预估了该钢桥塔的可能整体装配误差,并通过调整节段装配坐标对钢桥塔整体装配误差进行了有效控制。实际工程应用结果表明:该虚拟装配方法可对钢桥塔节段的加工与装配误差进行检测,可预估钢桥塔实际可能出现的整体装配误差;通过调整节段定位参数可实现对钢桥塔整体装配误差的有效调控。

三维激光扫描技术在数字城市三维建模中的应用

以城市三维模型构建中的建筑物为研究对象,利用徕卡ScanStation C10三维激光扫描仪对建、构筑物进行全方位扫描,获取建筑物的高精度点云数据和外观信息,探讨如何利用三维激光扫描技术获取空间数据、建立相应地物模型的技术方法。

基于三维激光扫描的大跨悬索桥形态识别

为实现某大跨悬索桥的空间参数识别,利用三维激光扫描技术对该桥梁进行点云数据获取。利用点云模型的可测量性,提取到了桥梁关键构件的空间参数信息。结果表明,所测得的桥梁构件尺寸参数具有可靠性,但部分参数受到桥梁振动的影响出现了相对较大的误差。同时,通过基于点云得到的主梁、主缆线形以及设计线形的对比,可判断该大跨悬索桥处于安全的工作状态。相对于传统检测技术,三维激光扫描技术可以实现精确高效的大跨悬索桥空间参数识别。未来需解决的关键问题是如何考虑大跨悬索桥的振动对测量结果的影响。

基于倾斜影像与点云数据的古建筑三维模型构建

针对古建筑三维建模中使用单一技术手段测量导致的结构缺失、精度低、图像拉花和破洞等问题,研究基于倾斜影像与点云数据的古建筑三维模型构建方法。使用无人机和激光扫描仪采集古建筑的倾斜影像数据和激光点云数据,并预处理上述数据,通过新特征点配准算法实现两种数据融合,得出准确完整的古建筑三维数据。提取古建筑的轮廓线,使用Revit软件构建古建筑BIM三维模型,对所得模型纹理贴图,实现古建筑的三维模型构建。实验结果表明:该方法可以获取完整的、高精度的古建筑三维数据,以此构建的古建筑BIM三维模型的精准度和完整度都很高,而且结构清晰、纹理清楚、效果逼真,具有优秀的建模性能。

基于三维建模和激光点云的建筑物目标监测系统

以提升目标监测效果为目的,提出基于三维建模和激光点云的建筑物目标监测系统。该系统首先利用感知单元采集目标激光点云数据,通过通信单元将数据传输到数据处理单元内,利用八叉树抽稀算法对建筑物目标激光点云数据实施简化处理,然后使用3DsMax三维建模软件构建目标三维模型,利用该模型进行实现建筑物目标监测,最后实验结果表明:系统采集的数据偏差小,点云抽稀率可达到30.5%,目标特征值监测偏差小于5%,可有效监测建筑物目标物体变化情况,监测性能良好。

基于三维激光点云的输电线路带电作业全过程组合间隙测算

输电线路带电作业是保障输电线路可靠运行的有效手段之一。针对传统带电作业实施过程中存在的不安全问题,提出利用地面激光雷达采集点云数据,基于金字塔数据结构的瓦片结构完成点云数据的存储、调用。采用改进的双向滤波算法快速区分地物信息,获取现场三维模型。结合带电作业特征及数据读取、查询速度方面考虑,使用基于八叉树的最近点搜索算法,实时测算规划路径中各点的安全距离,并与规程规定值进行比较分析得出作业方式的安全性,实现作业方案辅助决策。以“吊篮摆入法”为例,开展了实际工况模拟,试验结果表明,建立的三维模型能够满足现场作业全过程管控,取得了实际效果。

基于无人机倾斜摄影与激光扫描的露天矿山三维模型构建与应用研究

露天矿山地形起伏大、构造复杂,为解决露天矿山传统测绘难度大、不安全的难题,提出了利用无人机倾斜摄影和三维激光扫描技术进行三维模型重构以得到倾斜实景三维模型、三维激光点云模型等多源数据的方法,并对模型精度进行了实地验证。经实际应用,此种方法解决了无人机竖直航摄、无人机倾斜摄影的一些问题,在露天矿山土方量算、生态评估、地图制作、工程规划等方面具有较好的应用价值。

面向智慧校园数字孪生平台的三维模型构建方法研究

将校园中的地理实体建立三维模型,形成计算机虚拟空间中真实、立体、实时的实景三维校园,是应用数字孪生技术建设智慧校园的基础。通过基于倾斜摄影测量、三维激光扫描、建筑施工CAD图、房屋普查数据等不同的数据源获取手段,Context Capture、3dmax、Revit、ArcGIS等多种建模软件,地上、地下、室外、室内等多样化场景,实景三维展示、既有建筑改造、规划设计效果可视化等多种应用,分析了各种三维建模方法的优势与不足,总结了进行三维模型快速构建的生产作业流程,并将多源异构三维模型集成在智慧校园数字孪生平台上,从而实现浏览、查询、空间分析等功能。通过不同三维建模方法的优势互补,可以更好地为智慧校园孪生平台的建设提供地理实体三维模型时空数据支撑。

多种测绘方法在张家界天门洞崩塌地质灾害中的应用研究

以张家界天门洞国家5A级景点的崩塌地质灾害为研究案例,利用不同测量技术快速获取研究区多角度影像数据,通过Context Capture软件构建不同格式实景三维模型,同时运用CloudCompare、Trimble realworks viewer等软件,对灾区地质灾害隐患风险进行识别分析和信息提取,进而完成研究区地质灾害调查与评估和地质灾害勘查任务。多种测绘方法的应用研究为解决高位和特高危岩体的分析识别工作提供了一种新思路。

基于三维激光扫描技术的建筑物三维模型构建方法研究

三维激光扫描技术已成为建筑物三维模型构建的重要测量手段,其三维激光点云数据获取主要通过架站式或手持移动式三维激光扫描仪。本文简要介绍了两种三维激光扫描仪的工作原理及三维激光点云的数据处理流程,并以项目工程实例详细阐述了基于三维激光扫描技术的建筑物三维模型构建方法,并以解析法实测部分建筑物角点进行精度验证。结果表明该方法能满足室内空间大且场景复杂建筑物的三维模型构建。

点云数据与倾斜影像的古建筑三维模型构建

针对古建筑三维建模中使用单一技术手段测量导致的结构缺失、精度低、图像拉花和破洞等问题,研究基于倾斜影像与点云数据的古建筑三维模型构建方法。使用无人机和激光扫描仪采集古建筑的倾斜影像数据和激光点云数据,并预处理上述数据,通过新特征点配准算法实现两种数据融合,得出准确完整的古建筑三维数据。提取古建筑的轮廓线,使用Revit软件构建古建筑三维模型,对所得模型纹理贴图,实现古建筑的三维模型构建。实验结果表明:该方法可以获取完整的、高精度的古建筑三维数据,以此构建的古建筑三维模型的精准度和完整度都很高,而且结构清晰、纹理清楚、效果逼真,具有优秀的建模性能。

基于激光点云的地铁站三维建模方法

利用倾斜摄影测量创建实景三维模型的技术已日趋成熟,但无法应用于地下空间,如地铁站的三维建模。本文利用三维激光扫描仪获取地铁站高精度的三维激光点云数据,在3ds Max软件中建模,获得地铁站精细化的实景三维模型,并检核模型的精度。试验证明,该方法建立的三维模型既能保证精度,也能达到逼真、美观的三维效果,能够助力地下空间三维建模技术的发展。