三维激光点云在隧洞病害缺陷检测中的应用研究

现有隐患检测方法存在工作量大、精度低等缺点,三维激光扫描技术可有效解决这些弊端.以引水隧洞工程为例,介绍了三维激光扫描技术在隧洞检测中的作业流程及数据处理过程,通过提取与对比隧洞断面曲线进行形变分析,以及基于裂缝渗水水迹特征在二维影像图上进行裂缝提取,完成隧洞隐患检测.工程实践表明,上述方法能有效检测隧洞形变量、准确提取隧洞表观裂缝,展现了三维激光扫描技术在水工隧洞隐患检测中的可靠性与优越性.     

基于无人机航测技术的洪水演进三维可视化仿真研究

针对当前山洪灾害频发且危害越来越严重的态势,提出了基于无人机航测技术的洪水演进三维可视化仿真研究。该研究是在"互联网+"的基础上,综合应用无线传感网络、嵌入式计算机、射频识别、数据通信、电子与信息、水工、数据处理及低空航空摄影等技术构建出三维洪水过程实时推演系统,以此通过反复校验,可以确定合适的预警指标。首先,利用无人机航测系统获取山洪灾害易发区的影像图;再通过专业软件进行数据拼接、点云数据提取、正射影像及三维模型制作;最后,结合山洪灾害调查评价成果通过三维推演技术反复试验、不断校核,得出合理的预警指标。     

GeoStation地质三维系统图件自动编绘方法研究

GeoStation是华东院基于MicroStation软件平台二次开发的地质三维勘察设计系统。该系统有效融合了地质三维建模流程,可以通过地质数据库和地质三维模型自动编绘地质图件。使用EC Framework技术为CAD元素添加GIS属性,解决了出图数据自动提取与绘制、自动标注、图件辅助要素自动绘制等关键问题。目前,该系统已应用于多个大型水电工程中,实践表明采用GeoStation系统自动绘制地质图件,可以大幅提高地质图件的编绘效率和出图质量,经济效益显著。     

工程地质三维设计系统研究

随着计算机技术的飞速发展,传统的二维工作方法已经不能满足时代发展的需求,为此,笔者开发了地质三维设计系统,该系统整合了水电、火电、变电、工民建等工程,包含了全面、灵活的地质数据录入及管理,三维地质建模前处理系统、三维模型展示及二维标准出图系统等方面内容,该系统既可按不同的工程类型分别录入,又没有改变原有的录入习惯,还可以兼容原来软件的数据,实现了数据的统一管理,通过该系统可以实现建模数据的快速提取,可以实现标准剖面的快速出图,还可以实现二维与三维的联动.     

基于无人机多视角摄影技术构建城市仿真三维模型应用方法

近年来,倾斜摄影测量技术在智慧城市方面得到了广泛的应用。本文利用一种重叠率较高的倾斜航空影像,进行光束区域网平差计算,自动匹配映射纹理。针对航空倾斜摄影像因尺度变化较大、遮挡严重和几何校正偏差较大而引起同名点匹配不精确的问题,应该充分利用POS数据、在飞机获取的原始数据和光束法平差的基础上,实现多视角摄影技术进行城市仿真三维模型的构建、三维信息的提取和高精度测量。其中,以成都市作为实验区域,使用X-8固定翼无人机和DJ-3数码相机获取试验区倾斜影像,并对空三模型计算结果进行验证分析,通过多视角影像数据的空间匹配和纹理的映射分析,完成对试验区高精度的真三维模型的快速构建与三维信息的提取。最后,利用外业采集的16个具有特征检验点对模型成果进行平面和高程的精度验证。结果表明,模型成果满足相关规范的精度要求,并且适用范围较大,为"互联网+智慧城市"建设提供重要的数据支持。     

摄影测量在洞室围岩地质编录成图中的应用

在水电工程勘测和施工中，地下洞室的地质编录成图是一项最基础的工作，介绍了一套简单、实用的地下洞室编录成图的影像获取装置和图像处理软件。洞室影像获取装置采用相机及自制的摄影平台进行，图像处理软件可将获得的洞壁影像进行倾斜纠正、拼接、投影，得到洞壁柱面影像展开图，地质人员可根据影像展开图现场解译，结合实地量测的产状，得到地质素描的线划图，从而快速而准确地获得工程地质所需的空间几何信息。     

GOCAD三维地质建模成果的二次开发及应用研究

利用GOCAD软件所建立的三维地质模型切剖面时,若要满足二维地质成果图的要求,后处理工作量相当大。利用GOCAD三维地质模型可以剖切出任意方向、任意位置剖切面的优势,二次开发出“GOCAD三维地质模型自动生成标准地质剖面图工具”,可自动读取GOCAD切剖面生成文件的信息,自动搜索剖面附近钻孔地质数据,快速生成AutoCAD格式的标准地质剖面图。生成的地质剖面经技术人员修改校正,可反馈到三维地质模型中,使模型不断趋于精确。该方法成图速度快、效率高,可减轻地质人员的劳动强度。      

浅谈施工地质在输水隧洞施工过程中的重要性

施工地质是输水隧洞工程建设过程中的重要组成部分,通过施工地质工作不仅可以获取隧洞的基本地质资料、复核前期勘察成果,还对消除地质隐患、优化设计方案和选择合理的施工方法具有重要意义,也能为以后类似工程项目的勘察策划提供宝贵经验。     

三维激光扫描技术在城市排水暗涵检测评估中的应用

城市排水暗涵因其建成时间长,地理位置不明确,隐患隐蔽性强、危害大,导致日常运维困难。传统测量、检测手段受暗涵涵内条件影响,局限性大,短时间内无法准确获取暗涵的空间信息。以三维激光扫描技术在深圳市某暗涵检测评估中的应用为例,介绍三维激光扫描技术的作业流程、内业处理流程、成果展现形式,证明三维激光扫描技术能够快速准确地获取暗涵的三维空间信息及隐患信息,总结该技术在暗涵检测评估中的优缺点,可为暗涵的检测评估提供新的方法。     

基于高分影像的建设项目扰动面积自动提取

为了实现水土保持监测工作中基于遥感影像对生产建设项目扰动地表面积的快速有效提取,以输变电工程为例,利用国产高分系列卫星GF-2和GF-1的遥感影像产品和输变电杆塔点位先验信息,结合Otsu阈值分割技术和Canny边缘检测算法,提出扰动面积的自动提取算法,并开发了水土保持目标监测系统。选择榆横—潍坊等特高压输变电工程沿线植被覆盖度较高的平原、山区和丘陵区分别选择8、9、7个塔基施工区,进行扰动面积的自动提取,并与传统影像分类方法最大似然法、面向对象法的提取精度进行比较。结果表明,开发的水土保持目标监测系统提取的扰动面积与现场人工实测面积相比,精度均在80%以上,明显优于传统方法。     

MODIS数据在湖北水土保持动态监测中的应用

以动态监测湖北省土壤侵蚀为例,提出了一种基于MODIS遥感影像的土壤侵蚀强度快速估测方法,即利用MODIS影像和植被指数模型提取省内的植被覆盖度信息→利用对TM影像的人工解译获取省内的土地利用图→利用数字高程模型数据生成坡度图→结合《土壤侵蚀分类分级标准》,将坡度图与土地类型图、植被覆盖度图空间叠加,判断和计算侵蚀强度等级,最终获得湖北省土壤侵蚀强度图.试验结果表明,相对于2004年,湖北省2005年的水土保持治理工作取得了一定的成效.     

隧道岩溶区浅层地震及地质雷达综合预报应用研究

岩溶地区地质条件复杂,为了尽量避免冒顶、塌方、突水、涌泥等重大安全事故的发生,常采用超前地质预报技术来排除岩溶地区隧道开挖施工隐患。选用地质雷达法以及TSP法相结合的综合预报法对岩溶区溶洞发育情况进行探测,分析岩溶区获取的实测数据,提取其中的物探成果参数并且采用模糊综合评价法对岩溶不良地质体存在风险评价,结合围岩地质资料及评价结果进行围岩级别划分,可为隧道的安全施工提供有效可靠的指导。     

堤防隐患物探技术研究现状与展望

堤防隐患探测对维护水利工程安全运行,提高堤防抗洪能力具有重要意义,物探检测法是堤防隐患无损探测的最佳方法。从堤防隐患的电导率、介电常数、速度等地球物理参数出发,归纳当前隐患探测常用的物探方法,详述相应的技术理论、发展现状、适用性和局限性。提出未来堤防隐患物探技术应加强隐患物性特征分析;重视隐患物探方法的正反演理论研究;引进三维地球物理探测,提高隐患探测精度;建立多种物探方法与地质、钻探等手段相结合的综合探测方法;研究堤防时移物探技术,监测隐患发展动态;促进物探成果信息化等。     

三维激光扫描技术在边坡地质编录中的应用

西南地区地形条件复杂,高陡边坡发育普遍,其显著特点是地形起伏大,山体险峻。传统的地质编录方法是通过罗盘+皮尺进行现场地质测绘,不仅工作量大、成果精度低,而且存在人身安全隐患。以某水电站边坡为例,阐述了三维激光扫描技术在地质编录中的应用方法。其借助非接触式测量,能够快速高精度获取边坡实体密集点云数据,通过点云数据就能够解译边坡长大结构面和节理裂隙发育规律及空间展布特征,包括各级结构面分布、优势产状、延伸长度、间距等地质要素信息,从而研究结构面组合关系及其破坏模式,克服了传统地质编录的局限性。其地质要素的解译成果具有信息量丰富、准确度高的特点,将复杂的野外工作转化为内业数据进行处理,大大提高了工作效率,颠覆了传统的调查方法,具有一定创新性和先进性。     

基于机载LiDAR及无人机影像的高位危岩体调查和成因分析

在水利水电工程中，危岩体常发育在高陡边坡的危险隐蔽地带，传统勘察测量方法存在精度低、勘察难度高等缺点，快速、便捷地识别高陡边坡危岩体具有重要的工程意义。以黄登水电站重要建筑物边坡开口线外危岩体隐患排查结果为研究基础，利用无人机倾斜摄影构建1∶500的三维实景模型，结合机载激光雷达(LiDAR)遥感测量技术获取研究区内高精度的LiDAR点云数据及光学影像数据等成果，搭载三维可视化遥感解译平台，建立危岩体解译标志，获取危岩体的结构面产状特征并开展野外详细调查及解译成果复核工作，复核工作证明前期遥感测量技术准确率强，解译成果可信度高。同时根据地理空间数据分析方法研究危岩体的发育分布规律及成因机制，得出研究区内危岩体主要发育在1 609～1 963 m高程，多数危岩体所在的边坡坡度为40°～70°,危岩体发育以正南向为主，并且河流水系与人类工程活动对危岩灾害的发生也具有一定影响。研究结果对水电库区高位危岩体的隐患识别及成因分析有重要参考价值。     

基于单镜头无人机的胜天水库大坝测绘

为获取多视角影像,保证实景三维模型的建模质量,以胜天水库项目区域测绘为例,通过摄影测量2D、井字飞行、五向飞行3种航线构建实景三维模型,并进行三维模型精度比较;采用CASS＿3D平台进行1∶500地形图立体测绘,并与网络RTK地形图测绘成果进行对比分析。结果表明：3种航线建模方法测绘的地形图均达到1∶500地形图精度要求;其中,通过五向飞行航线获取影像资料建立的实景三维模型取得的平面地物信息误差最小、精度最好。研究成果可为中小型测绘生产单位使用单镜头无人机在山区地形起伏较大、作业难度较高的区域开展水库大坝测绘提供参考。     

工程地质三维设计系统在水电站工程中的应用

以某水电站为例介绍了工程地质三维设计系统在工程中的应用,通过数据准备、数据的录入和导入、地形建模、地质建模、地质解释等最终生成三维地质模型,该地质模型具有可视化程度高,真实反映实际地质情况等优势.最后通过二维出图模块自动生成所需的钻孔柱状图、剖面图等,提高了出图效率.     

面向对象的ETM+影像分割尺度与水体信息提取

采用面向对象的影像提取方法,以ETM+影像作为数据源进行水体提取。首先对影像进行分割,获取影像对象,分割时探究提取水体时影像的最优分割尺度;然后对分割生成的影像对象运用ENVIFX工具建立规则集并对水体进行提取。对比面向对象的方法和传统最大似然分类方法的水体提取结果表明:面向对象方法提取水体的总体精度、Kappa系数、生产者精度、用户精度均明显高于传统方法。     

小型无人机在西部水电工程地质灾害调查中的应用试验——以官地水电站大桥沟泥石流为例

在官地电站大桥沟泥石流沟口区域地质灾害调查中,应用无人机进行初步调查试验,可以获取工程地质分析和地灾评估需要的平面、剖面图,可以利用成果进行地质三维模型的初步建立。根据航摄获取资料及后期处理资料等可以进行地质灾害的解译分析,将解译成果与实际调查进行对比,解译结果与实地调查结果吻合程度较高,验证了无人机在水电工程地质调查中的可行性和有效性。     

多源水深数据获取技术在深圳河地形测量中的应用

及时掌握作为深圳与香港界河的深圳河河道淤积变化情况,积累相关基础资料,对河道运行管理至关重要。依托深圳河地形测量项目,以获取深圳河河道地形、地貌数据为目的,在分析了传统测绘手段在潮汐河道测绘中的不足的基础上,结合测绘前沿的三维激光扫描、无人船测量、倾斜摄影测量等技术对深圳河河道进行全覆盖测量。技术方法的协同应用极大地提高了作业效率,有效地保障了成果精度和获取数据的完整性,为后续成果出图奠定了基础。多源水深数据获取技术可在同类型潮汐河道案例中应用,具有示范性效益。