自动化地面激光扫描仪校准实验室构建与应用

以地面激光扫描仪标称参数和实际参数的差异性为出发点,结合JJF1406-2013 《地面激光扫描仪校准规范》和JJF1033-2016《计量标准考核规范》的相关要求,提出并构建了自动化地面激光扫描仪校准实验室,实验室定制研发了径向距离示值误差记录器等多种校准数据记录软件和测绘仪器检定信息管理系统,并采用机械臂替代传统观测墩,实现了地面激光扫描仪自动化校准。实验室建成后为徕卡、天宝等多个品牌的地面激光扫描仪提供了自动、科学、高效、准确的校准服务,取得了一定的社会及经济效益。

融合多源激光点云数据的亚运场馆建模研究

为了获取体育场馆内外建筑结构的三维信息,构建完整的三维实景模型,在分析多种非接触式测量技术的各自特点和局限性基础上,结合无人机机载LiDAR和地面三维激光扫描仪的优势,提出一种使用空地2种激光点云数据进行初始配准、精确融合,进而实现体育场馆三维重建的方法。以某亚运体育场馆为应用研究对象,结果表明:该方法可以有效地采集、处理海量点云数据,构建的模型纹理清晰,几何结构完整;使用全站仪、手持测距仪实地检测,平面和高程中误差分别是±0.136 m、±0.087 m,边长最大较差15 cm。通过工程实践,验证了上述建模方法具有一定的有效性和实用性,同时进行了深入探讨分析并提出了改进思路。

基于地面三维激光扫描的道路带状地形图测绘

地面三维激光扫描可快速、高精度地获取测量对象的三维激光点云数据,被广泛应用于各测绘领域。但因其点云数据量大,传统手动提取地物信息方式效率低,制约了在大比例地形图测绘中的应用。该文利用Riegl VZ-400获取道路点云数据,研究基于点云数据的地物信息自动提取方法,实现地面三维激光扫描的道路带状地形图快速测绘。

地面激光扫描仪对公路边坡落石形成条件及运动特性分析研究

公路边坡落石是一种常见但危险的地质灾害,对交通安全和公路设施造成了潜在威胁。本文以某地区一复杂地形为例,分析了公路边坡落石的形成条件及其运动特性,并采用地质调查与监测、数值模拟方法以及数据分析工具,这些方法将有助于获取关于公路边坡落石形成条件和运动特性的关键数据。本研究的结果将有助于制定更有效的公路边坡防护措施,提高公路安全性,减少落石事故对交通和社会的不良影响。

基于车载激光扫描的带状地物表面快速重建

根据带状地物空间形态特征以及车载激光扫描系统对带状地物数据采集的特点,提出对相邻两条扫描线数据构建三角网进而完成整个带状地物表面快速重建方法。该方法充分利用了每条扫描线获取带状地物横截面的特点,相邻两条扫描线构建的三角网能准确地反映其所覆盖的狭长条带区域的形态结构,把所有狭长条带连接起来便能准确地描述整个带状地物的形态结构。在网格构建过程中自动建立点、线、面间的拓扑关系或隐含拓扑关系,查询和动态更新操作都限制在非常狭小的范围内,便于快速重建。

地基激光雷达提取单木冠层结构因子研究

在传统森林计测中,由于树木冠层的形态各异、结构复杂,往往难以精确获取结构因子。本文以地基激光雷达为工具,通过对单木扫描获取点云数据,基于球极平面投影和Lambert方位角等面积投影法计算冠层孔隙度,运用不规则面投影法和体元法提取树冠的体积和表面积,并对结果进行了对比分析。选取北京林业大学校园内6株立木为研究对象,结果表明,对于冠层孔隙度,球极平面投影的结果均小于Lambert方位角等面积投影,平均误差为0.03;对于体积和表面积,运用不规则面投影法和体元法得到树冠体积相对误差为5.32%~12.43%,平均相对误差为9.29%,提取的树冠表面积的相对误差为1.40%~5.21%,平均相对误差为3.33%。2种方法得到的结果差别不是很显著。因此利用地基激光雷达获取点云数据,通过对单木一次扫描提取冠层孔隙度、树冠体积和表面积,为计算树木的三维绿量、生物量、光合作用能力等提供了更可靠的数据支持。

基于现代测绘技术的古建筑测绘方法研究

提出基于地面三维激光扫描等现代测绘技术支持下的高效、安全的新型古建筑测绘方法。以激光扫描仪作为采集数据的手段,避免徒手测量或近景摄影测量的麻烦;利用面向对象技术设计了三维的古建筑构件,实现了古建筑三维重建。

利用地面激光与地质雷达综合探测活断层浅层三维结构——以川西理塘毛垭坝盆地北缘正断层为例

快速获取活断层的高精度微地貌形态和对应的浅层三维结构是揭示活断层浅地表形迹与活动特征的关键。文中综合利用地面三维激光扫描仪和地质雷达技术,以川西理塘地区毛垭坝盆地北缘主边界断裂禾尼段的正断层崖为研究对象,获取了该处正断层错动2期最新地貌面的精确地表垂直位移量和浅层二维地质雷达图像,并初步建立了基于地面三维激光与地质雷达的活断层微地貌精细化三维测量方法,构建了断层崖微地貌的精细三维模型和浅表三维图像,揭示了正断层崖处发育的伸展地堑结构,同时初步实现了断层微地貌地表地下三维数据的一体化融合显示及相互解译。应用结果表明,该方法可以同时快速、高效、无损地获取大范围内的活断层微地貌及浅层结构的多层次、多视觉的空间数据,极大地提高了对活动断层微地貌形态与浅层结构进行快速调查与研究的精度和认识水平,也为更全面地认识和理解活断层的空间分布与变形特征、活动习性和多期古地震遗迹等提供重要的数据和方法支持。因此,对该方法的继续探索和完善,将显著提升和扩展其在活断层定量化和精细化研究中的实用性及应用前景。

基于地基激光雷达的活立木材积提取算法

传统的立木材积主要依靠胸径尺、测高器等工具对标准样地进行调查,效率慢、精度低。提出一种利用地基激光雷达立木材积提取算法:首先对样木进行扫描,获取点云数据,在数据处理软件中手工提取单木的点云数据,进而应用改进Hough变换方法,对树干某高度处点云数据作切片处理,投影后转为栅格图像,利用Hough变换方法提取拟合圆,然后将该拟合圆的直径视为该处树干直径,通过提取不同高度处树干直径,以断面积区分求积法计算树干材积。本研究以56棵山杨树为例,利用地基激光雷达提取材积与全站仪提取材积做对比,结果表明:两种方法平均相对误差为5.86%,说明两种方法精度十分接近,两种方法之间相关系数R为0.998,决定系数为0.996,所建立的一元线性模型的回归系数标准误差为0.022,模型回归系数较好,说明两种方法具有显著的相关性。因此利用地基激光雷达提取材积可以作为立木材积测算方法。

超高层中空式多根倾斜汇交圆管高耸塔冠施工技术

以天津周大福金融中心、北京新光大中心等多个国内顶尖级超高层项目塔冠钢结构施工所面临的的挑战进行了深入对比分析总结,由于塔冠整体造型采用多根倾斜汇交圆管柱组成的复杂中空结构,因此给塔冠增加了极大地施工困难。现以北京新光大中心为例,从塔冠施工前钢结构专业与幕墙及擦窗机等专业一体化设计及协同作业的应对办法、塔冠安装的总体思路、塔冠施工过程模拟分析、塔冠一体化安全防护等多方面进行总结归纳,为以后的超高层塔冠钢结构施工提供参考资料。

地面三维激光扫描配准技术综述

指出三维激光扫描技术又称为"实景复制技术",它的出现是测量领域继GPS技术之后的又一项测绘新技术,并且已经成为获取空间信息数据的重要技术手段,通过对前人研究成果的研读,总结了前人的理论成果,分析了当前点云数据配准技术的发展情况,以期对将来研究起到一定的理论指导意义。

基于地面激光扫描仪的隧道断面提取研究

近年来,将三维激光扫描技术应用于地铁变形监测成为研究的热点。面对海量点云数据,如何提取隧道断面是成功运用该技术的关键。据此,本文采用三维激光扫描技术扫描隧道,获取隧道整体点云数据,并提出一种获取隧道任意位置断面变形的新方法。以某地铁监测数据为例实验分析,提取隧道断面图,实验证明了该方法的有效性。

采煤沉陷积水区地表移动变形监测方案研究

为了治理采煤沉陷积水区地表的生态环境,对工作面开采造成的地表移动变形、采煤沉陷区积水区水下地形监测,通过对开采沉陷区的地质条件和地表变形特征进行分析,提出三维激光扫描仪配合测深仪的地表移动变形监测方案。为同类采煤沉陷积水区生态治理提供借鉴。

移动激光扫描技术结合天宝Realworks在公路测设中的应用

传统的道路测绘方式,主要使用GNSS、全站仪与水准仪来完成,数据格式只能是单个点的坐标或高程,存在一定的概括误差。为了提高道路测绘的数据完整性、流程简单性、作业安全性,笔者测试了地面静态三维激光技术的实践和应用。本文重点介绍天宝Realworks点云处理软件、TBC高级版软件结合SLAM移动扫描仪在道路测绘中的应用,对其外业测量工作流程方法与精度控制手段进行探讨。并通过处理和分析点云,对道路进行三维测量、DEM建模、等高线绘制、纵横断面生成等测绘生产。后期对数据成果的精度进行检核。结果表明,天宝Realworks点云处理软件结合SLAM移动扫描仪以及TBC数据处理软件,能够满足公路测设中的外业数据采集、内业数据处理以及外业道路放样的需要,值得在公路测设中推广和应用。

三维激光扫描仪在地面滑坡监测中的应用

地面滑坡是危害比较大的自然灾害之一，而要获得全面而精确的滑坡数据，并用于对滑坡进行监测和预报则更为困难。本文介绍了基于地面三维激光扫描仪在陕西泾阳地区进行滑坡监测和试验的方法，报告了根据采集的试验地区模拟滑坡数据的处理结果，基于现有的软件系统，对本次试验地区的实际数据进行了分析。试验结果表明，基于地面三维激光扫描仪进行滑坡监测是一种比较有效的方法。

激光扫描系统在煤矿火区治理中的应用

通过施工地面钻孔和灌注防灭火材料,采用C-ALS钻孔式三维激光扫描系统对板定梁塔煤矿井田边界的房柱式采空区进行了探测。结果表明:三维激光扫描系统查明了采空区的冒落空间、体积及边界等参数,能观察到钻孔的成孔效果,不但可以科学和实时地指导煤矿火区治理过程中钻孔的布置,而且能够预估出采空区钻孔的注浆量,节约了工程成本,保证了火区隔离墙的成功建立。

Focus3D三维激光扫描仪测距精度检校试验

为对地面三维激光扫描仪的测距精度进行校准,以Focus3D三维激光扫描仪为例,对其径向距离和空间距离的测量精度进行了检校试验。采用该型三维激光扫描仪对具有几何中心的球型标靶进行扫描获得试验数据,并利用Geomagic Studio软件对点云数据进行拟合精度评定。试验表明:Focus3D三维激光扫描仪的空间距离测量精度为0.61 mm(≤2 mm),在5~40 m范围内的径向测距精度为-2~2 mm,测距超过50 m后,测量精度呈离散趋势。

三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用

在现代露天矿山测量中,三维激光扫描仪作为一种先进的测绘技术,在很大程度上影响着矿山测量工作的水平和质量。三维激光扫描仪是一款获取空间点云数据的测量设备,能够有效地获取被测物体的三维空间动态,相对于传统的测量技术具有明显的优势。该仪器最大的特点是它可以进行主动测量,不需要可见光源,即使在黑暗的环境中也可以进行测量,当出现可见光源时,可获取被测量位置的色彩值,形成三维影像,方便模拟,为此本文通过介绍三维激光扫描仪的工作原理,并具体阐述其在露天矿山测量中的应用。

基于点云数据的铁路轨道线形提取方法研究

研究围绕既有线铁路线路传统勘测方法中存在的单点式测量、效率低下、作业安全隐患大和人力成本高等诸多问题,提出以地面三维激光扫描点云数据为依托的铁路轨道线形采集与提取方法:控制点拼接原理下在某段铁路对原始点云数据进行采集,对应原理对原始点云进行“一键式”拼接;对原始点云进行选取、高程提取、混杂点滤波和点云精简等处理,得到所需要的铁路轨道点云数据;对处理过的轨道点云采用最小二乘法进行分段线形拟合处理,得到既有线铁路轨道线形。

地下人防工程激光点云数据获取和精度分析

针对传统方法获取地下空间数据效率低的问题,文章直接利用地面激光扫描仪快速获取地下人防工程的激光点云数据,在GPS信号极弱的情况下利用集成的GNSS/IMU获取的惯导信息拼接各扫描站点云数据,借助少量控制点可得到满足测图精度要求的点云数据,使室内外测图一体化大面积生产成为可能。