3D打印技术在医药卫生领域中的应用及研究进展

3D打印技术实际上是一系列快速成形技术的统称,学名为"增材制造",其基于CT或MRI的医学影像数字化图像数据,通过计算机软件系统进行三维重建。被誉为"第三次工业革命"的代表性技术,受到医学、生命科学、物理学、化学、材料科学界的青睐。本文对3D打印技术在快速3D打印组织与器官模型、3D生物打印活体组织与器官、定制个性化假体内植物、3D打印控释药物支架、新药测试、个性化药物筛选等医药卫生领域中的研究及应用加以综述。

生物医学领域3D打印技术的发展及展望

3D打印技术是一种基于计算机辅助制造的快速成型技术,其在多个领域的应用均展现出极大的优势。本文对近年来3D打印技术在生物医学领域的个性化应用,包括在生物医用支架材料、人造活体组织器官和组织器官模型制作以及药物制作与筛查方面的研究进行综述,并对3D打印技术在生物医学领域中的应用前景和挑战作出展望,为3D打印技术在生物医学领域的深入研究和广泛应用提供参考。

浅谈3D打印打“活”民族陶艺

随着社会的发展,一些传统的手工艺如:漆艺、陶艺、软木画、锡工艺、制油伞等传统的手艺都在逐渐消失,这是民族文化中的瑰宝,理应得到发展和弘扬。那么3D打印的发展,使陶艺的传承又“活”起来了,传统的陶艺制造和3D打印相比较,3D打印可以满足现代消费的多元化需求,普通人可以是消费体,也是艺术创作的个体,3D打印可以使每个人成为设计师和陶艺家,每个人都可以用新技术共享文明与创造。

倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用——以芜湖智能网联产业园为例

针对传统大比例尺测图存在成图时间慢、成本要求高、外业工作量大的问题,提出一种适合于大范围1∶500的无人机测图方案,利用GPS-RTK(global positioning system-real-time kinematic)进行图根控制测量,采用大疆公司的无人机数据和航空影像数据处理软件Terre进行数据处理,内业成图采用Cass3D影像进行数字化采集,采集地物要素数据,最终完成地形图的绘制。在芜湖产业园应用表明,所研究的无人机倾斜摄影方案可以满足1∶500高精度的三维测图,且高效、低成本,具有可行性。

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。

基于有元法的复杂作业环境下安全区域生成技术

电力生产智能化和数字化发展,需准确获取人员和设备在工作场景中的三维位置信息,以便精确测算人与设备之间的距离,确保安全区域的设立。因此,提出基于有元法的复杂作业环境下安全区域生成技术。通过对人体体表电场模型及各种典型危险区域的研究,生成作业安全区域的监测方案。对于超出安全区等危险行为,触发报警和控制系统,实现立体防控措施,如警示灯、声音警报等。采用有限元法建立配电线路和人体模型进行电磁场仿真,通过分析典型电器设备周围的电磁场分布,在仿真中加入人体模型以监测引入人体后电磁场的变化,进而提出安全作业方式,依据这些数据采取相应的保护措施。实验结果表明,这种方法可以为实现人员安全管控提供有力的技术支持。

基于差分无人机的三维建模及精度分析

近年来,随着无人机技术愈发成熟,基于无人机的倾斜摄影测量技术在构建数字城市、数字校园、数字园区等数字化三维地图中得到广泛应用。该研究采用具备RTK实时差分定位技术的四旋翼无人机,搭载D-OP3000高精度五镜头相机,对某大学校园进行倾斜影像数据采集;利用RTK-GNSS静态控制测量技术在研究区内采集检查点及像控点的坐标数据。通过Smart3D建模软件进行免像控点和加入像控点两次独立的实景三维建模,并基于检查点数据进行精度分析,其中免像控点模型的3D平面与高程中误差分别为0.0645 m和0.0856 m,加入像控点的模型3D平面与高程中误差分别为0.0630 m和0.0751 m。研究表明,在免像控的条件下,模型依然具有较高的精度水平,并且可以大幅度节约人工和时间成本。

基于Lidar数据和倾斜摄影的城市三维模型构建

针对传统建模方式建模效率低、模型纹理不够丰富真实等缺点,阐述一种以机载Lidar技术来获取地面点高精度的三维坐标、用倾斜摄影测量为三维建模提供纹理的一种新兴的三维建模方式。实验表明,该建模方式不仅工作效率高、真实反应城市空间布局,而且定位精度高、具备可量测分析功能等,同时提供DOM,DEM,点云数据,倾斜影像等数据。

基于倾斜实景三维模型的城市基础测绘应用研究

倾斜摄影测量技术的快速发展,为智慧城市建设、测绘与地理信息领域应用提供了新的技术支撑。本文通过倾斜摄影测量技术研究基于实景三维模型测绘地形图的方法,结合无人机低空遥感和倾斜摄影测量技术的双重优势,简化作业流程、降低劳动强度、提高生产效率。试验地形图成果精度为:平面精度0. 134m,高程精度0. 031m,表明该成果满足基础测绘地形图成果精度指标。基于倾斜实景三维模型的地形图测绘方法可纳入基础测绘动态更新技术体系中并推广应用。

点云数据三维树木模型建立及三维绿量的估算

利用三维激光扫描仪所采集的点云数据模拟三维树木模型及利用模型进行三维绿量的估算。探讨了如何采集点云数据以及模型在三维绿量估算中的应用,主要包括点云数据的去噪处理、点云数据的匹配、树木三维模型的建立。结果表明,利用该方法建立树木的三维模型及进行三维绿量的估算取得了较理想的结果,能够满足三维绿量的计算精度。

利用倾斜摄影三维模型的城市更新基础数据调查应用研究

倾斜摄影三维模型技术的快速发展给测绘和地理信息应用提供了重要的技术支撑。本文提出一种利用倾斜摄影三维模型在城市更新基础数据调查应用中的新的技术应用方法,并通过试验区验证该技术应用的可行性。在试验区内先利用无人机倾斜摄影测量技术构建实景三维模型,然后通过三维模型生成数字线划地形图并对其精度进行检测统计,在线划图基础上计算得到拟更新改造范围内房屋建筑面积等成果。综合无人机和倾斜摄影测量技术的优势,节省了大量外业时间并提高了工作效率,实景三维模型具有很好的时间现势性和视觉可观性。试验区成果精度和质量满足城市测量规范等精度要求,为城市更新基础数据调查探索出了一种新的技术手段和方法,并可纳入城市更新或新型基础测绘技术体系中推广应用。

基于无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用探讨

倾斜摄影测量技术,是测绘领域近年来新兴的一项高新技术,已广泛应用于城市化三维建模、地形测绘之中。相较传统地形测绘,无人机倾斜摄影测量技术,在成本、效率、成果的多样性、可视化方面,都有显著的优势。运用无人机倾斜摄影技术,在广东始兴县某村进行了1:500地形图测绘试验,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大比例地形测绘中的应用,进行了有益的探讨。

基于Creator和Vega的三维数字小区建模

随着“数字地球”、“数字城市”、“数字......”等观念的提出及虚拟仿真技术的发展,数字小区的建设已受到越来越多的关注。探讨了基于Creator和Vega的虚拟环境下的三维数字小区模型的建立,实现了对管辖区内的所属房产项目进行有效的三维景观再现、空间查询、三维管线设计、三维物业与房产管理、用户的定位管理,对提高小区的物业管理水平有着重要的作用,同时也是数字小区的一个重要发展方向。

倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用

作为国际测绘领域近些年新兴的高新技术,倾斜摄影测量技术已应用于城市快速三维建模中。由于目前常用的大比例尺地形图测绘方法不能同时满足快速成图的时间和成本要求,本文提出了一种利用倾斜摄影测量技术测绘大比例尺地形图方法,充分发挥无人机倾斜摄影测量技术灵活、成本低、高效的优点,倾斜影像可自动生成三维模型和点云,简化了后续绘图工作。评定试验得到的岢岚县大比例尺地形图可知,成果平面精度达到0.140 m,高程精度达到0.150 m,符合大比例尺地形图精度要求,适合快速测绘小区域大比例尺地形图。

基于实景三维模型的海岸建筑退缩线划定及管控新方法研究

海岸建筑退缩线作为一项科学有效的保护和管理海岸带开发的手段在国际上得到广泛应用。本文以某市的海岸建筑退缩线的划定及管控为例,构建高精度实景三维模型对海岸带建筑退缩线及附属要素进行采集、编辑,采取“基础退缩距离划定+特定要素修正”方式进行核心退缩线的划定,要素叠加实景三维模型,形成海岸带管理系统,做到要素全方位、立体化展示和查询,为海岸建筑退缩区的精细化管控提供有力支撑。

基于计算机的三维医学图像处理方法——图像分割技术

图像分割技术就是把图像中具有特殊涵义(如医学图像中的病变部位)的不同区域分开来,使每一个区域都满足特定区域的一致性的图像处理技术。基于当前医学图像分割方法研究,分割的速度和稳定性无法同时提高的问题,引入一种被称为"live-wire"的半自动的交互式范例,并对其在三维空间上的实现建立了理论模型;同时自定义了与本文模型相关的MATLAB实现函数。

倾斜摄影测量技术在拆迁测绘中的应用

传统拆迁测绘方法通过外业入户调查测量房屋及附属物边长,内业测算面积,难以在不增加成本的情况下提速增效并满足不断加速推进的城市更新工作。无人机倾斜摄影测量技术作为近年测绘领域兴起的高新技术,可以自动生成实景三维模型,并在此基础上生产大比例尺地形图,采集地物尺寸及结构要素,简化外业测量工作。本文提出了基于倾斜摄影测量技术的旧村拆迁测绘模式,并在北山旧村拆迁项目中验证了该模式的可行性。试验结果表明,地形图、地物尺寸和面积精度符合规范要求,生产效率得到明显提高。

倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用

传统的电力工程测绘主要通过GNSS采集位置数据,随着三维数字化正向设计标准逐步提高,急需采用新的航测技术提高电力工程维数字化正向设计的精度,无人机倾斜摄影测量技术作为近几年广泛应用的测绘新技术得到迅速发展,利用其成果实景三维模型在精度上可以满足三维数字化正向设计要求。本文提出了基于倾斜摄影测量技术的电力工程应用测绘模式,并在某电力工程进行实际应用,试验结果表明,平面和高程精度符合规范要求,勘测设计生产效率得到显著提高。

轻量化实景三维模型质量评定方法

以基于实景三维模型的BIM设计为导向,按照土建工程设计各阶段的不同需求,兼顾模型几何精度和纹理质量,提出轻量化实景三维模型数据质量评定方法。解决了轻量化后的实景三维模型数据质量控制的难题,为其广泛应用到BIM设计中打下坚实基础。改变了传统测绘数据成果的交付形式,从勘察测绘环节促使设计人员使用BIM技术,进而加快BIM技术的普及和应用,加强BIM技术应用的深度和广度,最终实现BIM技术在建筑行业全生命周期过程中的普及和推广。

基于实景三维地形铁路选线技术与实现

铁路与公路工程为带状线性工程,线路长度通常达数百甚至上千公里,涉及区域多、范围广。基础地理信息数据通常采用1∶10000及1∶2000地形图,基于此进行二维选线设计。随着航空摄影技术的出现,可对地形进行全方位的拍摄,获得实景三维地图,在此基础上开展铁路及公路选线设计工作,比二维地形图具有更好的直观性、信息量和精确性。本文将实景三维地形和三维建模技术相结合,实现了设计成果的真实展现,为未来工程建设规划设计的实体再现提供技术支撑。