基于DJI Phantom 4 Pro和Context Capture的煤矸石山实景三维建模

针对阳泉市南庄矿神峪沟煤矸石山综合治理项目,利用消费级DJI Phantom 4 Pro无人机获取倾斜影像,通过实景建模软件Context Capture进行数据处理,最终生成神峪沟煤矸石山实景3D模型。结果表明:基于DJI Phantom 4 Pro和Context Capture的三维建模,较传统地形测绘成本大大降低,极大地减少了人工投入;模型效果逼真,要素全面,具有一定的测量精度(地物点的平面精度达到了1∶500地形图的要求),可以满足煤矸石山绿化调查及其利用规划的要求。     

基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模

对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是数字矿山建设的重要内容，矿山地下巷道的三维建模及可视化又是数字化再现的核心内容。针对传统巷道三维建模方法效率低下、成本高昂的不足，提出了基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模方法。该方法主要采用近景摄影测量立体像对的前方交会原理，使用相机在不同空间位置获得一组同一目标的图像，通过计算图像间的几何约束关系来得到目标表面的三维坐标信息，从而构建拍摄目标的三维模型。该方法首先利用低成本的智能手机照相机对巷道进行多视角近景照片采集；然后利用数字图像建模Context Capture软件对图像数据进行空中三角测量解算，并生成地下巷道点云数据；最后对获取的像片进行特征提取和影像匹配，完成地下巷道三维模型构建。以河南理工大学地下防空洞巷道为试验对象，拍摄了566张像片，像片间的旁向重叠度约80%。试验结果显示，所拍摄目标物的三维模型结构完整，纹理清晰，表明利用近景摄影测量技术构建巷道三维模型具有可行性。     

不同内插方法在利用钻孔数据构建岩性实体模型时的精度对比

国内外在三维矿山地质建模方面已经进行了很多的研究.基于少量离散坐标点和基于较多离散坐标点内插生成的地质模型在精度上存在很大差别.同时,不同内插方法所生成的模型在精度上也有不同.为此,重点探讨基于少量钻孔数据及岩性分层信息获得岩性分层处的坐标,以及对不同内插方法进行精度分析,通过对比得到适合模拟矿山地层曲面的内插方法.     

基于三维激光扫描点云的矿山巷道三维建模方法研究

基于点云坐标投影转换,提出了一种自动化的巷道三维建模方法。该方法依据矿山巷道的空间几何特征,采用圆柱面投影将三维点云转换为二维离散点,然后应用分治算法进行三角剖分,同时保存二三维点云及三角网之间的拓扑关系,最后重建三维巷道模型。基于此方法,开发了一个实验原型系统,并针对国内地下矿山的一段巷道开展了激光扫描和三维重建实验,成功地重建了巷道三维模型。实例结果表明,本文所提出的适用于巷道单站点激光点云的自动处理和三维重建的方法不仅仅局限于矿山应用,还可进一步推广应用于其他地下工程,如地铁巷道的三维建模等。     

基于GPS后处理软件的RTK测量点校正效果分析

GPS点校正是RTK测量工作的基础,通过不同的坐标转换模型,将WGS-84坐标转换至国家/地方坐标。如何优选适宜的校正模型从而取得较好的校正效果呢?文章以纳米比亚某地区GPS点校正实例计算,充分利用GPS后处理软件(TGO1.63)的GPS点校正功能,进行精度对比分析,得出结论:对于大范围的工程测量,可以通过对其校正模型组合来提高校正精度,并且二维七参数转换法可以得到高精度的平面转换坐标,采用两步法可以得到高精度的三维转换坐标。     

双测站拟合圆柱面方法的研究

全站仪双测站免棱镜模式测量圆柱面上分布均匀的点,利用公共点通过三维坐标转换,将两测站的坐标进行统一;再根据圆柱面的几何性质建立误差方程,在最小二乘约束下进行圆柱拟合,解算圆柱面方程的几何参数。文中详细阐述了该方法的原理与计算过程,并通过算例验证了该圆柱体拟合方法的正确性与质量的可行性。     

城市地下管线三维可视化模型的研究

三维建模的关键是计算模型特征点的空间坐标。文中论述了三维地下管线模型建立的原理,各个特征点坐标的解算方法,另外为达到三维管线的平滑显示利用旋转矩阵的方法来处理弯曲管线。     

小型消费级无人机在某矿山地质环境恢复治理中的应用

随着无人机航空摄影测量技术的快速发展,采用无人机技术的矿山测量已逐渐成为获取矿山地形数据的主要测量手段.针对小型消费级无人机具有机动灵活、操作简便、成本低、效率高的特点,该文介绍了大疆Phantom-4无人机在矿山地质环境恢复治理工程中的应用,并对其精度进行分析,主要研究不同像控点布设密度及像控点间距对测量精度的影响,以及利用数字正射影像图和三维点云数据对渣堆、危岩体等地貌进行了解译判读.通过与实测数据对比,结果表明,当像控点间距达到252m时就可以达到较高的检查点精度及渣堆、危岩体识别精度.     

两种圆柱体拟合算法的研究

圆柱拟合是工业测量中的常见问题,文中比较了基于坐标转换和基于点到直线位置关系的两种圆柱拟合算法的拟合原理和解算过程。通过实测数据表明,两种算法均能得到极佳的拟合精度,但基于坐标转换的拟合算法收敛速度更快,求解效率更高。     

基于无人机航测技术的多类型矿石堆场两期储量分析

大宝山露天矿山矿石堆场具有种类多、品位差异大等特点,人工测量耗时耗力且难度较大。基于这一现状,采用搭载高清单镜头的大疆精灵4RTK小型四旋翼无人机,经过现场踏勘,制定了相对航高100m,重叠率为80%,测区内布置4个像控点,2个检查点的井字形低空倾斜摄影测量方案。共获取了两期高清影像信息,经过Context Capture软件的空三解算与模型重建,得到了对应的真实三维模型。其中,X方向和Y方向最大误差分别为14.05cm和8.40cm,中误差为2.59cm,精度检验满足比例尺为1∶500的地形图要求。将两期模型导入IData软件,得到了不同时期的矿石储量,并与真实值进行了比对分析,相对误差仅为2.8%,为露天采场供配矿规划工作提供了保障。实践表明,低空无人机倾斜摄影技术在矿石堆场储量计算方面具有可行性。     

基于RFM的影像三维立体定位的方法研究

鉴于高分辨率遥感卫星影像的RFM模型的应用越来越广泛,文中重点探讨了基于RFM模型的立体定位算法,采用VC编程实现了由同名像点计算相应物方点空间三维坐标程序,采用布尔沙模型进行了坐标系统转换并评定了模型精度,探讨了有理函数模型系统误差的物方补偿方案.实验结果表明:仅利用1个地面控制点就能有效地提高定位精度.     

呈贡县卫星遥感数字正射影像图平面精度检测

对呈贡县卫星遥感数字正射影像图的平面精度(主要指像点坐标与国家1954年北京坐标系的联系精度和影像纠正精度)进行检测,进而评价影像图应用于土地利用现状更新调查的适宜性和可靠性.检测结果表明,呈贡县卫星遥感数字正射影像图的像点坐标与国家1954北京坐标系严密联系;影像纠正精度合格,且与相同比例尺的合格地形图套合精度合格;影像图平面精度能满足土地利用现状更新调查的需要.     

坐标转换在矿区地表下沉预测的应用研究

文中针对概率积分法在矿区地表下沉预测中预计点坐标与实地不对应问题,引入坐标转换理论,通过煤层走向坐标方位角及主断面开切眼位置获取坐标转换参数,从而建立概率积分法计算坐标系与矿区实地坐标系的坐标转换模型,实现了预计点位与实地位置的一一对应。实例分析表明,该方法能够根据预测点三维坐标有效直观地反应出矿区地表下沉情况,便于现场决策。     

地下矿山斜坡道三维模型参数化构建方法研究

针对地下矿山斜坡道建模技术不完善且在矿山的应用程度低的问题,基于参数化思想开展了地下矿山斜坡道三维建模方法研究。首先,根据斜坡道断面参数,构建斜坡道断面的二维轮廓线;其次,根据斜坡道路径参数,经系列坐标转换得到斜坡道断面的三维轮廓线;再次,采用连续断面的侧面构建算法快速建立斜坡道三维模型;最后,将斜坡道的模型参数存贮于相应模型的数据结构中,以便于计算其工程数据和检索、查询、动态修正模型参数。借助该方法和HOOPS组件,运用VC++工具,开发了一个地下矿山斜坡道参数化建模系统。基于该系统并根据某矿山地下斜坡道的路径平面图、斜坡道坡度和断面参数信息,成功构建了斜坡道的三维参数化模型,并能根据矿山施工进展动态修正模型。     

基于Pro/Engineer实现变速箱斜齿轮轴的行为建模

应用行为建模技术,使用Pro/Engineer与Pro/Mechanica软件实现变速箱斜齿轮轴的优化设计,理性地确定零件结构尺寸。在Pro/Engineer的建模环境中完成零件的三维建模,在完成优化设计的数学模型定义之后,转换到Pro/Mechanica工作环境中构建有限元模型,通过灵敏度分析找出关键的设计变量进行优化,最后得到最优的设计结果,通过尺寸驱动得到新的零件模型,并对新模型进行有关校核从而确保优化后的模型能满足技术要求。     

基于MapGIS SDK的矢量数据坐标转换程序的设计与实现

文章对MapGIS6. 7平台的点、线、面3种矢量数据批量坐标转换方法进行了研究。利用最小二乘法拟合平面4参数模型的转换参数,基于Visual Basic 6. 0和MapGIS SDK67开发了具有平面4参数计算和图形矢量数据批量转换功能的坐标转换软件,实现MapGIS矢量数据在不同坐标系统之间的快速、批量坐标转换,显著提高了MapGIS矢量数据的坐标转换效率。利用该软件转换后的矢量数据的空间精度和属性精度可靠,已在多个县级坐标转换工作中得到了应用和验证。     

匹配算法SIFT和SURF在岩体露头面点云获取中的比较研究

图像特征匹配是基于图像的岩体露头三维重建方法的基础,匹配算法的选择直接影响露头面点云模型重建效果。主要工作包括:采用两种不同的匹配算法SIFT和SURF对岩体露头面图像特征点匹配得到同名点对,并通过RANSAC算法剔除误匹配;利用直接线性变换法——DLT法进行相机标定,建立图像点与空间点的对应关系,得到点云空间坐标;将空间点云坐标导入三维建模软件完成三维点云重建。对比两种算法的结果,发现SIFT在旋转、尺度变化下点云获取效果更佳,更符合实际应用的要求。     

利用单张航摄像片制作正射影像图的几种典型方法及其算法研究

正射影像图因为保留了航摄像片丰富的影像信息又具有地形图的特征。因此，在实际生产中得到了越来越广泛的应用。制作正射影像图有各种各样的方法。当前一般采用的是数字微分纠正技术。对于航摄像对。可以直接通过像对解算像点的地面点高程。进而制作影像重叠区的正射影像。然而，购买生产工作区的舷摄像对制作正射影像图，无疑会成倍地增加工作成本，因此不少研究者试图探讨单张航片生产正射影像的方法。文中介绍了利用单张航摄像片制作正射影像图的几种典型方法。并给出了它们的算法实现，最后作了简单的对比分析。     

似大地水准面在1:10000像控点测量中的应用探讨

以淮北和五河两个测区为例,简要介绍了安徽省似大地水准面在1∶10000像控点测量中应用,并通过利用似大地水准面进行坐标转换和插值计算结果与已知点成果的比较分析,得出一些有益的结论,并提出一些操作建议。     

FLAC3D复杂网格模型的构建及其工程应用

借助通用有限元软件ANSYS在复杂网格模型建立方面的优势,通过开发的数据接口软件,实现了复杂地质体网格模型在ANSYS中建立并导入FLAC3D中的目的,有效降低了FLAC3D复杂网格模型建立的难度.采用该方法建模时,先通过地质建模软件GOCAD获取等高线的三维坐标数据,然后将这些数据输入图形处理软件SURFER整理后输出为等间距的点坐标,接着采用这些点在ANSYS中生成等间距样条曲线并最终建立实体模型并网格剖分,尔后通过接口程序将ANSYS中的网格模型导入FLAC3D以实现复杂岩土工程的计算分析.最后以西南某一水电站厂房边坡网格模型的建立为例,说明了该方法既实用又高效.