基于无人机摄影测量的建筑表皮光伏设计与效益评估

在建筑表皮部署光伏(PV)是有前途的策略,可以使建筑生产可再生能源并实现社会的碳中和目标。当前缺乏用于光伏建筑集成设计和效益评估的建筑精细化实景建模方法,难以对光伏的产能和视觉效果进行详细分析,形成合理方案。以无人机倾斜摄影测量技术为基础,结合参数化分析和美学设计方法,探索出用于建筑表皮光伏设计和效益评估的整体性方法。对天津市一教育性建筑进行了案例研究,得到了优化的光伏组件部署方案和产能潜力评估结果。为今后更多建筑的屋顶、立面光伏设计提供理论依据和方法借鉴。

基于无人机倾斜摄影测量三维建模的区域黄土滑坡识别及特征分析

【研究目的】黄土滑坡是黄土地区人居与城镇建设安全的重大隐患。滑坡识别是滑坡灾害及其他研究工作的基础,因此基于无人机倾斜摄影测量三维建模从不同维度、不同视角直观快速地识别黄土滑坡并进行特征参数提取,能够为黄土滑坡风险识别及风险管理精细化研究提供技术支撑。【研究方法】以宁夏回族自治区固原市彭阳县红河镇西南部的黑牛沟村为研究区,采用无人机倾斜摄影测量数据获取、三维建模、现场验证结合地统计学分析,开展了区域黄土滑坡识别及其特征参数提取和分析。【研究结果】基于三维实景模型确定并分析研究区沟谷沿线地貌凹陷区是否存在陡壁及其周界形态,结合色调、纹理和微地貌等标志实现了黄土滑坡识别,共圈定了23个滑坡,结合现场验证移除2个非滑坡点,最终确定了21个滑坡;滑坡密集分布在主沟和支沟沟口,多呈对滑的形式出现在沟谷两侧且具有群发性;大型及特大型滑坡占比达到57.14%,滑坡的滑动方向主要以西南(阳坡)、东南(半阳坡)为主,相对高差集中在80~120 m,滑坡体坡形多呈凹形坡,滑坡体坡度主要集中在20°~30°;滑坡体土地利用类型主要为植被,其次为裸地,也有一部分为农田,道路和河流占比极少。【结论】基于无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型可从多维度、多视角精确快速地识别区域黄土滑坡,并分析其相关特征参数,能够弥补当前二维平面遥感影像存在的不足;还能够为滑坡易发性、危险性、易损性及风险评估等相关研究提供数据支撑。

基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法的开采沉陷监测与预计

为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计,将无人机倾斜摄影测量技术与支持向量回归算法(Support Vector Regression Algorithm,SVR)相结合,对赤峰市六家煤矿采区沉降量进行了监测与预计,并将预计结果与GPS实测结果进行了对比。结果表明:GPS实测矿区10 d测量沉降量为0.2~15.8 mm,东西南北区平均沉降量分别为51.2、31.5、46.6、130.8 mm,北侧沉降量分别为东、西、南侧的2.55、4.15、2.81倍,矿区北侧为沉降严重区,需要进行重点监测并制定合理有效的防治措施。基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法预测的矿区东西南北区累计平均沉降量分别为49.4、31.5、45.8、134.6 mm,所有测点2种测量方式所得相对误差均在5%以内,反映出所提方法预计精度较高,为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计提供了参考。

无人机倾斜摄影测量在采空塌陷区生态综合治理中的应用

针对郭家湾煤矿51101工作面采空塌陷区生态综合治理问题,利用无人机搭载五镜头倾斜相机获取航摄影像,经过内业处理、三维建模获得实景三维模型。通过对像控点和三维模型精度分析,证明无人机倾斜摄影测量完全满足煤矿治理大比例尺地形图测图要求。依托实景三维模型和生成的高精度DLG数据成果,可帮助设计人员准确高效地提出相应采空塌陷区生态治理方式,大大提高了塌陷治理以及土地复垦工作的针对性和工作效率,为后期项目验收提供了准确可信的技术支撑和成果验证,最终有效解决了治理区地表变形和生态破坏问题。

基于数字摄影测量的馆藏文物三维重建方法研究

为了降低人为操作对文物的损害风险,需开展馆藏文物三维重建方法的研究,以通过数字化技术的应用实现对文物的非接触性记录和数字化保存。目前,现有的三维重建方法存在重建图像的清晰度较低,还原度较差等缺点,因此本文提出了一种基于数字摄影测量的馆藏文物三维重建方法。首先对馆藏文物进行图像采集;然后提取文物的特征点,并通过匹配馆藏文物影像来获取对应关系;再采用不规则离散点构建三角不规则网格(TIN)来建模文物的三维形状;最后,为进一步提高重建效果,进行纹理映射,将高质量的图像纹理信息应用到三维模型上。经过测试和分析,验证了所提出的方法在馆藏文物的三维重建中具有良好的整体效果,分辨率可达到预期的2800像素×2800像素。该方法可为文物修复工作提供可靠的参考依据。

双相机工业摄影测量系统测量场误差分析与现场评定方法

针对双相机工业摄影测量系统不同应用场景下实测精度与标称精度不匹配的问题,对系统网形结构进行了深入研究。通过研究发现:当物方测量点交会角大于45°,测量点与基线水平夹角介于28°~68°,竖直视角不超过23°,且测量点位于双相机工业摄影测量系统纵深方向[0.4B,1.3B]范围内时,测量点的精度较高,超过该范围,测量点的误差将变大。本文基于以上结论提出一种采用双相机工业摄影测量系统对测量场内规定位置标准尺长度测量,通过比较标准尺测量值与标称值差异,快速评定系统测量场精度的方法。试验表明,该方法能够快速准确地评定双相机工业摄影测量系统测量场精度,对于保证系统现场作业质量,提高现场作业效率具有重要指导作用。

基于摄影测量的三轴土体剪切带演化规律

为实现土样局部变形的定向研究,同时优化土样的变形测量精度,将数字图像测量与三轴试验结合,在不对仪器做大型改造的条件下,运用摄影测量技术改良试验.以桂林地区红黏土为研究对象,试验全程对土样全表面进行受力变形监测,并还原土样的三维重构模型,以此研究其应力应变关系、局部应变特性、剪切带演化规律.研究结果表明:(1)土样表面的剪切带内外区域具有截然不同的变形特征,带外区域变形较为均匀且变形量趋于稳定,而带内区域变形不均匀且变形量不断加剧;(2)根据土样表面不同区域间的局部应变差异,确定了剪切带开始形成、停止扩张及完全贯穿的临界状态,提出了一种判别剪切带发展阶段的方法;(3)根据判别方法,将剪切带的演化过程拆分为压缩变形、表面扩张、延伸贯穿、相对滑移四个阶段,并分析了各个阶段不同的变形规律与破坏机理.经摄影测量技术改良的三轴试验,能够得到更准确的土体局部本构关系和变形特性,为探索土的应变局部化现象提供了一种精确且经济的研究方案.

基于无人机摄影测量的矿区地形三维重建及精度分析

矿区地形三维重建对于矿区地形分析及安全生产具有重要意义。针对传统重建方式存在效率低、数据更新速度慢、成本高等问题,提出了一种基于无人机摄影测量技术的矿区地形三维重建方法。该方法使用无人机进行低空拍摄,利用SIFT特征点匹配算法得到一系列匹配点,利用特征提取、空三测量、多视影像密集匹配技术,生成不规则三角网格和纹理映射,实现对矿区地形三维模型的自动重建。试验结果表明:在足够数量和合理选取地面控制点的情况下,所提方法可以获得较高精度的矿区地形三维重建结果;三维模型重建可以全面呈现矿区地形整体形态和局部细节特征,同时具有高效和低成本等优点。所提方法可为矿区环境保护及相关分析提供更准确、高效、可靠的地形信息数据源和技术支持。

摄影测量技术在脊柱侧凸诊疗中的应用进展

脊柱侧凸又称脊柱侧弯,是以冠状面偏离、矢状面失衡、水平面旋转为特征的三维畸形[1]。根据发病原理主要分为原发性(特发性)脊柱侧凸(idiopathic scoliosis,IS)和继发性脊柱侧凸(nonstructural scoliosis,NS)[2],其中IS更会导致运动、步态障碍及心理问题[3-5]。

无人机倾斜摄影测量在城市竣工测量中的应用

文章以无人机倾斜摄影测量技术作为切入点,分析该技术的测量原理、应用特点和系统组成结构,加强对无人机倾斜摄影测量技术的全面掌握,奠定技术应用推广基础。并重点阐述无人机倾斜摄影测量技术在城市竣工测量项目中的实践应用方法,以测量流程步骤、操作要点、注意事项作为阐述重点。旨在依托无人机倾斜摄影测量来打造新一代城市竣工测量技术体系,推动测量水准、作业效率和成果质量全面提升。

线性工程中无人机摄影测量系统应用研究

为了优化线性工程中的测量工作,提高作业效率与数据精度,本文通过介绍无人机摄影测量系统在线性工程中的应用,详细设计了无人机测量作业流程,包括飞行平台的搭建、航线规划、数据采集等环节。同时,对区域网平差计算进行了深入探讨,采用航带法将多幅图像拼接成航道模型,并实现了坐标系统的统一与加密点的精准定位。在应用实例部分,本文以某线性工程为例,展示了无人机摄影测量系统在实际项目中的应用效果。研究结果表明,无人机摄影测量系统的应用,为线性工程的规划、设计与施工提供了有力支持。

基于Cesium的无人机倾斜摄影测量数据二三维一体化展示技术研究

为实现二维与三维数据的标准化采集与可视化展示,满足集成管理需求,本文基于无人机倾斜摄影测量技术,构建了一套涵盖外业数据采集、内业数据处理及成果展示的全流程解决方案。通过飞前检查、像控点布设及航线规划,确保影像数据的质量。设计数据处理流程,采用专业图像处理软件生成高精度二维正射影像与三维实景模型。依托Cesium开源框架,设计并实现了一种高度交互式的二三维一体化展示系统。经验证,所生成的影像与模型精度达厘米级,符合我国1∶500比例尺标准,为工程测量与地震监测应急等任务提供了有效的数据支持。

无人机倾斜摄影测量技术在林区植被恢复治理中的应用

林区植被破坏后,需要对破坏区域进行测量评估再实施恢复治理。林区由于树林的遮挡,存在通视困难。信号障碍等难题,使用传统的全站仪、GPS测量方法采集数据较为困难,本文提出,依靠无人机倾斜摄影测量模式获取空间数据,再通过三维建模,最后生成各类成果数据文件。项目实例应用证明本文的测量方法和模式有效,效果良好。

无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中的应用研究

随着现代工程测量事业的快速发展,无人机倾斜摄影测量技术的应用面临崭新局面,对测量过程与数据分析处理等提出了更高要求,应总结相关技术路径,提升测量质效。基于此,本文首先介绍无人机倾斜摄影测量技术应用现状,分析了无人机倾斜摄影测量技术的实践价值。在探讨无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中应用方法的基础上,结合相关实践经验,探讨了无人机倾斜摄影的三维建模方法。

近景摄影测量在协作机械臂末端重复定位精度中的应用

针对协作机械臂末端重复性定位研究,从近景摄影测量的角度出发,使用基于角锥体原理的空间定位算法,完成了数据采集与算法验证工作。该方法具有设备组成简单、操作简单、使用效率高的特点,在具体的机械臂末端重复定位精度测试中具有一定的使用价值。

摄影测量局部场景稳健合并的并行式运动恢复结构方法

针对并行式运动恢复结构(SfM)在局部场景合并时稳健性差的问题,提出一种摄影测量局部场景稳健合并的并行式SfM方法。对整个场景的影像关联图进行分块及扩展处理,得到相互重叠的子区块,并利用一种改进的增量式SfM方法生成局部场景重建结果。在局部场景合并时,首先利用局部场景的重叠关系构建子区块关联图,并以子区块三元组为单元,进行粗差剔除;然后,利用子区块三元组的代数性质,优化得到更符合几何一致性的子区块间的相对变换;最后,从上述结果中计算得到更准确的局部场景到统一坐标系下的尺度、旋转、平移变换。试验采用无人机影像,结果表明本文方法在局部场景合并时有更好的稳健性,而且SfM结果的精确度也要优于其他并行式方法和COLMAP,在摄影测量和实景三维重建中有较大的应用潜力。

地面激光扫描与无人机摄影测量结合的地形测量探讨

航空摄影测量和激光扫描是大比例尺地形测量的常用方法,但当测量对象存在遮挡时,不可避免会产生数据阴影。将地面激光扫描和无人机摄影测量结合,在地面激光扫描数据覆盖不足的地区,采用无人机点云进行有效补充,通过选取广东省西部某座陡峭山峰进行实验,生成地形高分辨率点云和数字高程模型,经检测,测量精度达到厘米级,该方法可应用于包含崎岖山地在内的大比例尺地形测量。

基于贴近摄影测量技术的大坝巡检方法研究

大藤峡水利枢纽是南水北调工程的重要组成部分,其安全运行对于保障水资源的合理利用和社会经济的稳定发展具有重要意义。然而,由于大藤峡水利枢纽的特殊性,其大坝巡检工作面临着许多困难和挑战。因此,如何提高大坝巡检的效率和准确性,成了当前亟待解决的问题。近年来,随着科技的发展,贴近摄影测量技术在许多领域得到广泛应用,其在大坝巡检中的应用也引起了人们的关注。

基于局部摄影的单目视觉输电线路弧垂测量

定期监测输电线路中导线弧垂的大小对输电线路的稳定运行有重要意义。传统的弧垂测量方法操作复杂且耗时较长,应用单目视觉获取完整导线图像是一种便捷的弧垂测量方法,但是当输电线路的档距过大时,相机受视场角和分辨率的限制,无法拍摄完整的导线,难以测量弧垂。针对上述问题,设计了一种便捷可用的局部摄影测量方法,将IMU中的加速度计传感器与高分辨率工业单目相机结合,在已知少量输电线路参数的条件下,只需拍摄待测导线的左侧部分即可。获得单幅导线图像后,引入语义分割技术提取图像中的导线,以摄影测量模型为基础将导线的实际点与对应成像点建立联系,以此建立非线性方程组,经非线性求解恢复导线的三维形状,进而计算导线弧垂。弧垂的测量相对误差可以控制在5%以内,满足实际应用需求。

消费级无人机倾斜摄影测量的室内实景三维模型构建方法

随着无人机技术的日益成熟,倾斜摄影测量数据可有效支撑实景三维展示。消费级无人机具有快速、灵活、高性价比等显著优势,受到广泛关注。然而有关该类无人机室内场景倾斜摄影测量的研究较少。本文开展了基于消费级无人机的室内倾斜摄影三维建模研究。在无GPS辅助情况下,通过少量地面控制点,应用ContextCapture软件,将航摄像片数据经过空三加密、自动建模、贴图等操作后,快速构建出室内实体三维模型。结合对生成模型3MX格式文件的代码分析和编辑,实现了多模型的定位和组合。通过某室内试验大厅的实例验证了该方法的可行性,为消费级无人机在室内实景三维建设方面应用提供了技术参考。