车载激光移动建模测量系统点云精度检核与误差来源分析

提高车载激光移动建模测量系统点云精度,需要了解点云精度的误差来源.使用传统方式获取特征点高精度三维坐标作为点云真值,然后与点云中相应的特征点坐标进行比较得到点云精度,从而结合点云数据获取原理及过程进行误差来源分析.分析了在2个典型场地进行的精度验证,认为车载激光移动建模测量系统存在一定的误差,需要对数据执行后处理,才能满足要求,且车辆行驶速度对平面的影响要远远大于对高程的影响.要想获取更高精度的三维点云信息,需要进行优化和检校.     

机载LIDAR在输气管线建设中的应用

针对传统测量技术在输气管线建设中的不足,文中介绍机载激光雷达LIDAR技术,结合某测区实例,从点云密度、点云精度、加密精度及成图精度四个方面进行分析,证明该技术能满足其精度要求,提高效率,节省成本。     

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。     

全站仪在基坑监测中的适用性研究

本文针对全站仪三维坐标测量方法是否满足规范精度要求进行了研究。基于误差传播理论,考虑垂直角的影响,得到了全站仪平面点位中误差计算公式;分析了测距、测角、仪器及棱镜测量误差、大气垂直折光系数对高差中误差的影响,得到了竖向高差中误差公式。根据规范要求,分析了三种不同精度等级全站仪在基坑监测中的适用范围,为基坑监测仪器选型和初学者学习提供了参考。     

无人机倾斜摄影测量与地面三维激光扫描的精度对比

无人机倾斜摄影以及地面三维激光扫描等新型测绘技术近年来快速发展，在诸多领域得到了广泛应用。为此，文章以某科技园为例，对无人机倾斜摄影测量与地面三维激光扫描的精度进行对比。通过对精度结果进行分析得出：无人机航测地面点的精度优于房角点，但是三维激光扫描房角点的精度优于地面点；无人机航测与三维激光扫描的平面精度相当，但在高程精度方面，三维激光扫描精度显著高于无人机航测精度。实践证明，将无人机倾斜摄影测量和三维激光扫描技术相结合，能大大提高测量效率并降低劳动强度。     

三维激光扫描仪在煤矿井架变形检测中的应用

针对某煤矿主井井架的基本概况,本文介绍了三维激光扫描仪的基本原理,点云数据的获取、预处理等方法;针对某煤矿主井井架的基本情况,采用免棱镜全站仪与三维激光扫描仪相配合的技术方法,对井架进行点云处理及三维建模,并将之与免棱镜全站仪提取的特征数据进行对比分析。结果表明,三维激光扫描仪能很好地完成井架的外业采集工作,各项技术精度指标均符合规范要求。     

无人机大比例尺成图数据精度验证

针对无人机航空摄影测量技术生产大比例尺成图数据的几何精度问题,文中对不同比例尺的不同空三加密方式对数据精度的影响进行了分析.通过对无人机获取的1:2000、1:1000和1:500三种航摄数据分别进行有像控点和无像控点的空三加密处理,生产DOM和DSM成图数据,并利用实测检查点对其平面和高程精度进行检验.结果表明,有像控点空三加密处理生产的三种比例尺成图数据的平面和高程中误差均完全满足精度要求,且成图比例尺大小与精度高低成正比.     

利用机载LIDAR点云数据制作高精度DEM及DSM的方法

通过对1∶2 000高精度DEM及DSM制作的项目实践,总结了利用LIDAR点云数据制作高精度DEM及DSM的方法,其制作的关键就是点云的滤波分类,并对点云的两种分类即自动滤波分类和人工精细分类进行详细阐述。     

基于改进罗德里格矩阵-ICP点云配准算法研究

利用三维激光扫描采集点云数据的过程中,为了得到目标物完整的点云,需要对不同站点的点云数据进行配准,而传统的点云配准方法主要是基于罗德里格矩阵配准算法,该方法没有考虑旋转矩阵和平移矩阵参数误差,针对此,文中在进行初始配准参数解算的过程中,同时考虑了旋转和平移矩阵参数误差,并将罗德里格矩阵计算的参数引入到ICP算法中,在利用ICP算法的基础上,为了避免搜索点的重复,对每次搜索的点进行排除,从而在保证配准精度的前提下,提高了点云配准效率。并最终通过实例分析验证了该算法的有效性。     

三维激光扫描点云边界提取研究

在数字矿山建设过程中,三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征,而且作为模型求解曲面的定义域,对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面,讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快,提取结果准确,可适用于各种复杂型面的点云数据。     

基于C-ALS的特大溶洞三维探测及其安全分析

在研究三维激光扫描原理的基础上, 对溶洞的激光探测方法进行了研究。针对复杂溶洞激光扫描点云数据, 研究了点云数据最小距离准则与最大张角准则的精简算法、三维点云数据坐标变换与数据拼接原理。以张家界向家包2号铁路隧道溶洞为例, 采用C-ALS探测系统对溶洞进行了三维激光探测, 对获取的溶洞点云数据经过精简、转换坐标和拼接处理后, 运用三维矿业软件Dimine建立了溶洞三维模型, 在此基础上完成体积计算、关键位置平剖面输出, 并重点研究了平行隧道、垂直隧道及沿溶洞延伸三个主要方向上溶洞与隧道工程的三维空间位置关系, 得出了不同剖面上溶洞与隧道的直线距离。研究结果对指导隧道路线规划、安全施工具有重要工程意义。     

基于三维激光扫描技术的爆破块度识别

为快速、准确的统计现场爆破块度,提出了基于三维点云的爆破块度识别方法。利用三维激光扫描仪获取爆堆点云数据,通过ICP配准、SOR降噪和体素下采样进行点云预处理,采用RANSAC平面拟合对预处理后的点云数据进行初始分割、基于点云密度的DBSACAN算法进行聚类,识别岩块轮廓。通过计算聚类后岩块点云的三维凸包和OBB方向包围盒,获得爆堆点云中所有岩块的体积和最长粒径。结果表明：在室内试验中基于三维点云的爆破块度识别方法与直接测量法相比获取的体积平均相对误差为4.61%,粒径平均相对误差为4.75%;在现场测试试验中的平均识别准确率为80.4%,获得的爆破块度统计结果对爆破参数优化具有一定的参考作用。     

三维激光扫描技术在岩体结构面几何参数获取中的应用

岩体结构面几何参数传统获取方法是使用地质罗盘和直尺进行现场获取,但是该方法存在效率低、难度大等问题,为了有效解决该问题,本文引入三维激光扫描技术到岩体结构面几何参数获取中,大幅提高了岩体结构面几何参数获取的效率。为了验证该技术的有效性,选择国内某矿山边坡进行现场扫描,对扫描获取的点云数据进行预处理后,利用结构面识别和分组方法,快速地提取了岩体结构面并统计了结构面的倾向、倾角、迹长等信息,为后续边坡稳定性计算提供了有效的结构面几何参数。     

矿用三维激光扫描测量系统测量精度提升与应用

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三维空间形态,但是,目前面向矿山的三维激光扫描仪存在点云姿态获取困难、点云数据与采矿设计图纸复合精度差等问题。针对这些问题,在已成功研制的BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统的基础上,设计了双轴倾角传感器和准直激光系统等硬件,可快速准确地获取点云倾角、翻滚角等信息,保障了点云数据姿态始终与水平面平行,且能准确地与采矿平面图纸复合。为了验证点云数据精度提升效果,选择扫描点云数据进行验证,发现点云数据姿态能够得到有效纠正,同时点云数据与采矿设计图纸可高精度复合,达到提升测量精度的目的。     

端帮边坡稳定性与内排压脚追踪距离变化规律研究北大核心

以河曲露天矿为工程背景,分析了不同追踪距离下端帮边坡位移云图、最大剪切应变增量云图,以及内排压脚不同追踪距离下端帮边坡稳定性变化。研究结果表明:不同内排压脚追踪距离下,端帮边坡形成了不同面积的危险区域以及沉降区域;随着内排压脚追踪距离的不断减小,端帮边坡危险区域及沉降区域逐渐向工作帮迁移,靠近端帮边坡内排土场及坑底形成底鼓区域,端帮边坡滑移形态近似呈"凸"字形;内排追踪距离与端帮边坡稳定性系数之间服从Boltzmann函数关系式,当追踪距离由150 m减小到100 m时,端帮边坡稳定性系数发生了断崖式变化;合理的内排压脚追踪距离不仅能够提高端帮边坡的稳定性,同时也能够提高矿山的经济效益,采用内排压脚措施来提高端帮边坡稳定性,也不失为一种既合适又经济的方法。     

冲击载荷下液压支架立柱的受载特性研究

为了研究液压支架立柱受顶板下塌作用易胀缸的问题,使用重锤法来模拟顶板下塌对立柱产生的冲击载荷作用;根据弹簧串联原理推导了完全伸出状态下双伸缩立柱的刚度公式,并进一步得到了立柱液压缸内的压力公式,将重锤冲击立柱的动态加载转变为立柱液压缸内的液压静态加载;使用Workbench仿真得出了立柱的应力、变形云图,得到了立柱的最大受载点在二级缸上且该点位于靠近活柱活塞处,一级缸的最大受载点位于缸底处;通过公式计算及Workbench仿真,得到了随着冲击速度增加立柱最大应力值增大以及随着立柱液压缸内乳化液液柱高度增加立柱最大应力值减小的结论。为立柱强度设计及立柱冲击试验提供重要依据和理论指导。     

一种基于Java语言的LiDAR点云数据处理方法

面对LiDAR技术的广泛应用以及LiDAR数据处理在多语言环境下的需求,提出了一种基于Java语言的LiDAR点云数据处理方法。该方法在网格划分的基础上引入了树结构,将网格索引与树结构索引相结合,对基本的规则网格空间索引进行了改进,并建立了相应的LiDAR点云数据处理的基本框架,实现了Java语言环境下的点云数据处理。通过对某测区的LiDAR点云数据进行处理,并比较了不同语言环境下的处理结果,验证了在Java语言环境下该方法进行LiDAR点云数据处理的可行性,以及利用该方法引入树结构的网格空间索引在Java语言环境下的实现性。     

高程影响下爆破振动速度衰减模型优选研究

准确预测爆破振动速度是控制爆破危害的重要内容。为了优选高程影响的质点峰值振速预测模型,基于量纲分析理论,综合考虑了测点与爆源之间的位置信息,重构了峰值振速预测公式。以鞍千矿业露天台阶爆破作业为背景,进行爆破振动监测试验,通过线性与非线性回归拟合法分析不同峰值振速预测模型的适用性。结果表明,考虑高程影响的预测经验公式预测精度均大于萨道夫斯基公式;结合测点与爆区之间的直线距离、水平距离和高程差的预测经验公式的预测精度高于其他预测经验公式;推导的预测模型可以较为准确的预测峰值振速,预测精度为91.60%;非线性回归得出考虑高程影响的预测模型可以更好的表征爆破振动在边坡岩体中的传播规律;优选了适用性较好的峰值振速预测模型,预测精度为91.87%。     

矿山巷道转弯处冲击波紊流区的数值模拟研究

爆炸空气冲击波的研究是弹药等武器作战效能评估的重要依据,也是对矿井爆炸事故的系统安全性进行分析的基础。爆炸空气冲击波在通过巷道转弯处时,受到巷道壁面的约束而产生反射及叠加,形成冲击波紊流区,将打乱了冲击波能量在巷道内的分布,而后会在传播一定距离后恢复为“平面波”。利用LS-DYNA数值模拟计算程序,对某一弱冲击波通过不同角度的转弯巷道的情况行了数值模拟,找寻转弯巷道之后的冲击波紊流区的规律及特点。通过对数值模拟结果的研究分析,采用超压比准则及冲量比准则重新量化定义了“平面波”;研究结果表明,冲量准则能更好的定义“平面波”,在转弯角后5倍巷道直径的距离冲击波确定恢复为平面波,在20°、45°、90°、135°四种情况下冲击波的冲量衰减系数分别为0.993 7、0.955 9、0.911 5、0.816 7,紊流区内的最大峰值超压可根据文中的拟合公式进行估算。