集成GIGIS技术与改进LiDAR的建筑测量技术研究

倾斜摄影测量技术因现代测量技术的进步,在众多应用场景中证明了其独特和不可或缺的价值;在GIGIS技术的支持下,研究致力于结合倾斜摄影测量技术与机载LiDAR技术,旨在实现更精确、完整的建筑测量;采用了基于GIGIS的倾斜影像技术,获取了丰富的纹理、色彩特征信息,并利用机载LiDAR技术获取了高精度、低噪声的点云信息,从而优化了LiDAR在建筑测量中的应用;通过对点云特征提取与融合方法的优化,在两个不同区域的测试中,改进后的特征提取准确率分别达到93.56%和92.14%,均明显高于改进前;研究为建筑测量提供了更准确、完整的多源数据特征,为建筑测量技术的进步提供了有价值的方案。

无人机机载LiDAR航测技术在道路测绘中的应用

文章以某道路为例,探讨了道路测绘过程中无人机机载激光雷达(LiDAR)的应用,包括航测设备的选型、点云数据获取、点云数据滤波、建模分析等。结果表明,利用无人机LiDAR进行道路数据的采集,通过点云建模能够获得较好的测绘精度,为道路测绘工作提供参考。

机载LiDAR与船载单波束协同的水上水下一体化测绘模型融合实现

为助力河湖管理、防旱减灾等国家新型基础测绘事业,基于机载Li DAR与无人船搭载单波束实现了水上地面点云与单波束水下点云的获取,对水下点云数据采用克里金法进行空间插值以增强水下地形分辨率,而后基于GEOPAK实现水上水下点云数据的无缝接边与融合,构建水上水下一体化TIN网,最终实现水上水下地形一体化建立。利用随机均匀分布的水上水下检核点对构建后的一体化DEM进行精度验证,结果表明,本次试验构建的水上水下一体化模型效果良好,精度远超规范要求。提出的基于机载Li DAR与船载单波束实现协同作业、构建水上水下一体化模型的作业流程对相关水上水下地形研究具有重要的参考价值。

一种基于LiDAR-IMU-GNSS系统同步进行车辆定位和路旁杆状物清查的方法

目前,利用移动激光雷达系统(MLS)收集环境信息并生成路旁杆状物位置清单受设备成本限制,实时性能差。尽管基于激光雷达的同步定位和建图技术(SLAM)在导航领域得到广泛应用,但尚未有关于同步实时定位和创建路旁杆状物清单的研究。为此,文章提出一种利用激光雷达技术实现车辆定位和路旁杆状物绝对位置清单创建的方法,旨在构建一个准确而稳健的车辆定位和路旁杆状物清单创建系统。其首先通过将激光雷达与惯性测量单元(IMU)和全球导航卫星系统(GNSS)融合,实现精确的位姿估计并生成全局地图;其次,构建了一种基于滑动窗口的优化融合定位算法,有效整合了多传感器信息,提高了系统的鲁棒性;然后,提出了一种使用SLAM特征提取算法创建路旁杆状物清单的方法,从而降低了同步进行车辆定位和路旁杆状物清单创建的计算成本;最后,对涵盖城市和郊区等各种道路场景的真实数据集进行广泛评估。实验结果表明,文中所提系统在实时自动创建路旁杆状物绝对位置清单的同时实现了厘米级车辆定位精度,平均定位误差在3 cm以内。

基于无人机载LiDAR与BIM技术的巨大发电装备运输线路通障模拟评估

针对复杂地形下巨大发电装备运输易受山体、树木、房屋及路灯电线等多种障碍物阻挡且难以对障碍物提前精准识别造成的运输中止、工期延长及工程造价过高等工程客观难题,提出了一种基于无人机载激光雷达(LiDAR)与建筑信息模型(BIM)技术的巨大发电装备运输线路通障模拟评估方法。文中以某山区风电装备运输线路为研究对象,在分析巨大发电装备运输线路障碍特点的基础上,设计了复杂地形下巨大发电装备运输线路通障模拟评估方法整体架构,利用无人机载LiDAR对运输线路中潜在障碍节点实施现场低空扫描勘测,对获取的场景点云数据进行解算、分类、配准矢量化处理,融合BIM技术创建各潜在障碍节点虚拟数字场景和巨大发电装备模型,进而实施巨大发电装备在虚拟数字场景中的可视化通行测试,该运输线路的测试结果与工程现场反馈结果高度一致,表明本文所建测试方法能有效解决复杂地形下潜在障碍节点数字化困难的问题且可有效预判复杂地形下巨大发电装备运输线路能否顺利通行,还可为提前改造其潜在障碍路段提供技术支持,亦可开展工程量与工程造价估算从而比选出最合理的改造方案。

基于机载LiDAR和倾斜摄影技术探究山地地质灾害发育特征

广州市地形地貌复杂多样,地质灾害种类多,防灾减灾任务十分繁重。受限于地形地貌等因素,传统的人工现场排查具有局限性,无法较好地识别区域地质灾害隐患。受惠于机载LiDAR和倾斜摄影技术的快速发展,其能够“穿透”地面植被,获取地面真实高程,对于精准获取地质灾害隐患点、精细勘测区内地形地貌具有重要意义。因此,为查明广州莲花山地区地质灾害发育特征,文章基于机载LiDAR和倾斜摄影技术,将外业获取的点云数据经内业预处理、分类处理及滤波处理后,经融合差分GPS解算、数据生成等步骤,获取具有实际坐标的精细化实景三维模型、真实地表数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)。通过地质灾害特征解译结合传统人工现场排查与复核,探明广州莲花山地区共发育19处地质灾害,多发育在核心区域的砂砾岩及粉砂岩地层,区内地质灾害以危岩体为主,且主要受地形高程和坡度控制。研究结果表明,机载LiDAR和倾斜摄影技术能够实现研究区内地质灾害的早期发现和有效识别,对地质灾害分类管理、高效防治具有较高的指导意义。

基于机载LiDAR技术的城市地下排水管道泄露点检测方法

城市地下排水管道泄露点检测方法难以在短时间内精确定位泄漏点位置,针对这一问题,基于机载LiDAR技术研究了一种新的城市地下排水管道泄露点检测方法。利用机载LiDAR技术强化系统装置,集中收集城市地表数据信息,同时捕捉泄漏点与非泄漏点的时间差信息,选用LiDAR技术将浅层雷达图转换成深层剖面图,在深层剖面图内部检测泄漏点位置。实验结果表明,在泄漏点位置低于1.0 m时,基于机载LiDAR技术的城市地下排水管道泄露点检测方法能够在2min内精确地检测到泄漏点位置,具有一定的实际应用能力。

基于机载LiDAR点云数据的历史文化街区重建方法研究

为了提高历史街区重建过程中建筑物轮廓与实际建筑物激光脚点的吻合精度,提出了一种基于机载LiDAR点云数据的历史文化街区重建方法。首先,对机载LiDAR点云数据作预处理,去除点云数据中的噪声。其次,利用区域生长算法对激光脚点作分割,完成建筑物点云数据的获取。之后,采用Alpha Shape算法提取建筑物特征信息,得到轮廓线,再通过管子算法将轮廓线规则化。针对多边形轮廓线,采用分类强制正交法对其作规则化。最后,通过平面拟合、直线拟合等方法,对历史文化街区进行三维重建。结果表明,所提出的重建方法在提取建筑物轮廓时,激光脚点吻合更精确,并且重建耗时为25 min,优于文献所提的2种方法。基于机载LiDAR点云数据的历史文化街区重建方法,可以在一定程度上提高历史文化街区的重建质量,并为其他历史文化街区的保护与更新提供借鉴。

机载LiDAR技术在第三次全国国土调查中的应用及精度分析

为研究机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术在第三次全国国土调查中的适用性及测绘成果的精确性,本文以广东省某山区乡镇为研究对象,采用机载LiDAR技术,获取研究区点云数据信息,通过设置点云滤波参数及人工判读方式对点云数据进行去噪处理,构建数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像图(Digital Orthophoto Map,DOM)模型,生成研究区地籍图。此外,以高精度实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)载波相位差分技术和全站仪等仪器测量成果为真值,对地籍图精度进行分析评定。结果表明,采用机载LiDAR技术获得的地籍图平面位置中误差为0.0362 m,高程中误差为0.0477 m,界址点间距中误差为0.0418 m,均小于0.05 m,满足国家地籍测量规范要求。因此,机载LiDAR技术在国土调查中具有较高的适用性,其测绘成果满足规范精度要求,可显著提高作业效率。

机载LiDAR技术在城市地下排水渗漏检测中的应用

为了解决城市地下排水渗漏检测技术定位结果不准确的问题,引入机载LiDAR技术设计一种新的地下排水渗漏检测方法。利用机载LiDAR机械能多次扫描探测,分析信号移动距离,根据反射原理计算信号传播的双程路径传输时间,将数据整合为一个剖面数据集,实现三维探测。校正处理偏移数据,优化分辨率,分析地下排水管道是否存在漏水情况。通过现场模拟实验结果显示,排水管道渗透位置处于测线3为地下0.6 m,与实际检测结果一致,具有很高的参考价值。

应用LiDAR技术的圆形煤场堆取料机智能监控

在圆形煤场内,堆取料机工作时的机械故障会直接影响堆取料机的安全运行。为保证堆取料机安全稳定工作,提出应用LiDAR技术的圆形煤场堆取料机智能监控方法。依据堆取料机的基本结构,对堆取料机运行方式以及运行特点展开分析;根据分析结果在堆取料机上设置监测点,结合LiDAR设备完成堆取料机运行数据的采集;基于采集的数据建立圆形煤场堆取料机的自动监控模型,并对模型训练优化;最后将获取的堆取料机运行数据输入模型中,通过模型输出实现圆形煤场堆取料机的智能监控。验证结果表明:使用该方法进行圆形煤场堆取料机智能监控,在监控数据量为3000个时,监控的误报率及漏报率分别为0.5%、1.8%,监控耗时为0.5 s。

机载LiDAR技术在坡面孤石识别中的应用

广州市花岗岩分布广泛,由花岗岩差异风化形成的孤石非常发育,孤石失稳后以其速度快、运动远的特征严重威胁其周边建筑物和人员安全,因其隐蔽性强,人工调查难以做到全方位、无遗漏。文章采用机载LiDAR技术开展坡面孤石综合遥感识别,通过遥感识别和现场查证进行综合分析。结果表明,机载LiDAR技术虽受植被特征、孤石规模等因素影响,但其在坡面孤石识别中展现出较好的效果,识别准确率超60%。

联合运用多光谱和激光雷达技术构建的林分生物量估算模型

以广东省广州市从化石门国家森林公园为研究区域,选择4种不同林分类型(针阔混交林、阔叶林、针叶林、竹林),各林分类型选择3个20 m×20 m地块作为样方;结合激光雷达、多光谱图像、实测数据,构建多元非线性反演模型和多元线性回归模型,估算森林地上生物量,并选择最佳模型进行精度评价。结果表明:(1)依据多源数据建立的4种不同林分类型的多元非线性地上生物量反演模型的精度最高,针阔混交林样地地上生物量预测值为42.79 t·hm^(-2)、阔叶林样地地上生物量预测值为60.46 t·hm^(-2)、针叶林样地地上生物量预测值为32.99 t·hm^(-2)、竹林样地地上生物量预测值为1.92 t·hm^(-2)。(2)研究区中4种不同林分类型的多元非线性地上生物量反演模型的拟合精度,由大到小依次为竹林(决定系数为0.919)、阔叶林(决定系数为0.813)、针叶林(决定系数为0.786)、针阔混交林(决定系数为0.713),均符合精度要求。采用多光谱和激光雷达数据结合的方式,能够较精准地提取林分地上生物量信息,可准确估算针阔混交林、阔叶林、针叶林、竹林的地上生物量。

应用LIDAR技术预测林分蓄积量

以优势树种铅笔柏为研究对象,将LIDAR技术测量的抽样木树高与全站仪实测树高进行可行性研究.在可行性的基础上,将LIDAR测得的树高进行改正,得到林木的调查因子——树高.将此因子与抽样木的材积进行回归分析,建立起两者之间的回归模型.统计出测区的铅笔柏的总株数和每株木的树高,根据树高和材积之间的回归模型,计算出测区的铅笔柏的蓄积量,并与用标准样地法测得的蓄积量进行对比,发现两者的差距不大,其相对误差为4.25%,可以满足林业上对林分蓄积量的调查,为林分蓄积量的调查提供了一种新的方法.

激光雷达(LiDAR):获取高精度古地震探槽信息的一种新技术

激光雷达技术是近几十年新发展起来的一种测量技术,已被广泛应用于工程测量、文物保护及地形测量等方面,近几年来活动构造的研究中也已逐步引入。作为活动构造研究的最基础的古地震研究一直还采用传统的地质素描技术进行探槽信息获取,数码照相技术的引入虽然解决了一些问题,但由于照相技术本身的限制,很难克服获取信息的变形和扭曲。激光雷达扫描系统的高信息量、高精度、便捷、安全和易操作等性能,为古地震研究开辟了获取数据信息的新手段和新技术。

激光雷达技术流域地形构建应用现状与展望

激光雷达技术在高精度数字高程模型构建中具有显著优势,未来将成为流域下垫面地形信息采集的主要方法,是数字孪生水利建设的重要技术之一。针对流域地形构建,对比了几种典型技术方法,阐述了激光雷达技术的原理、优势和局限性,以“基础设施、指导文件、先行先试、系统支撑”4个维度反映水利行业应用现状,并总结了激光雷达技术流域地形构建推广存在的问题,针对性进行展望,提出下一步激光雷达技术在水利应用中的工作思路和具体建议,对数字孪生水利建设和高精度地理空间数据底板构建具有一定的参考价值和指导意义。

机载LiDAR海岸地形测量技术及其应用

机载LiDAR测量技术发展迅速,应用日益广泛。概括了机载LiDAR测量技术发展、工作原理和应用现状,结合海洋测绘需求,论述了机载LiDAR技术应用的可行性、方法和精度,分析了海岸地形测绘应用的前景,为提高作业部门新技术的理论基础,推进机载LiDAR测量技术在海洋测绘领域的应用提供支持。

基于LIDAR数据的林冠层三维信息模型的提取与应用

该文应用机载激光雷达数据,获得了高精度的树冠底部地形信息及树高信息,提取了包含植被冠层高度的数字表面模型,即林冠层三维信息模型(DCM),结合研究区的数字高程模型(DEM)可以获得用常规方法很难准确获取的森林植被参数,如冠层垂直结构、森林高度、郁闭度等.在此基础上,制作了研究区的林木高度图,具有直观、形象等特点,有助于林业部门及时、准确地掌握森林资源相关信息,并可利用DCM获得森林密度、胸高断面积、蓄积量(生物量)及单木参数等森林植被参数.

基于机载LIDAR技术的研究及其展望

通过对机载三维激光雷达扫描测量技术的工作原理、系统组成和LIDAR特点的论述,展示出机载LIDAR技术的优势,并对其发展前景做了一定的展望。

移动式激光雷达在人工林样地调查中的路径规划方法

【目的】林业调查规划对林业的可持续发展至关重要。在利用移动式激光雷达实现森林样地建图与量测过程中,全局一致性地图的准确性与扫描轨迹有着密切联系。因此,对样地观测路径进行合理规划尤为必要。【方法】本研究主要通过结合即时定位与地图创建(SLAM)技术,利用手持式激光雷达对样地进行扫描,根据SLAM技术应用的相关研究并结合林业样地特点规划出3种手持移动式激光雷达在样地内扫描路径方案并利用LeGO-LOAM算法实现点云地图构建,分析比较各路径建图效果及拟合量测的立木胸径、位置的精度差异。【结果】逐行式路径1拟合的样地立木胸径估计值偏差为2.18 cm,相对偏差为7.74%,均方根误差为2.74 cm,精度高于其他两种路径;在立木位置拟合精度方面,逐行式路径1与多环式路径3整体拟合效果较好,路径1精度略优于路径3,x轴估计值均方根误差(RMSE)为0.077 m,y轴估计值均方根误差在0.157 m,最大误差方向的协方差值为0.124 m,小于其他两路径。【结论】在使用32线激光雷达进行数据采集并基于LeGO-LOAM算法对森林样地进行点云建图进而实现单木因子进行拟合量测中,近似于航空摄影测量航线的路径方案的逐行式的路径1整体建图效果、量测精度相对优于其他路径,为地面移动式激光雷达外业数据采集提供一种合理的路径方案参考。