基于三维激光扫描的公路沉降监测研究

为提高公路沉降的监测效率和实时性,以四川高速某段沉降公路为研究对象,提出基于三维激光扫描的公路沉降监测研究。研究采用激光扫描技术对某路段的沉降信息进行采集,获取其点云数据集;然后通过去噪和精简方法提升数据精度,通过C2M方法实现沉降数据实时监测;最后对点云数据去噪和精简算法进行实验验证,并将三维激光扫描变形方法与传统检测方法进比较,实验结果表明,通过k-means聚类去噪方法的去噪精度高达98.2%,去噪效果较好,组合精简方法相较于其他方法精简效果更强。将三维激光扫描技术应用到高速公路沉降监测中,沉降误差低于3 mm,监测时间较短,监测实时性和效率显著提高,说明此技术具备可行性。     

三维激光扫描的地面水平沉降测量

针对三维激光扫描采集的地面数据存在大量建筑物、草木等遮挡物,导致地面点与非地面点提取效果较差,影响地面水平沉降测量的精度和有效性的问题,通过结合自适应格网算法与渐进三角网加密算法提取地面点,并以此为基础构建TIN网,采用Kriging插值算法进行估计,实现了对地面水平沉降的测量。仿真结果表明,在地面点提取的数量上,相较于规则格网算法,所提方法利用自适应格网算法更具优势,提取的地面点数量更多,所构建的TIN网结构更均匀,同时还增加了陡坎位置;在地面水平沉降值提取上,所提方法采用的Kriging插值法可较为准确地测量地面水平沉降值,相较于IDW算法,所提方法的测量值与原始结果更接近,差距更小,插值精度更高,具有一定的有效性和实用性。     

基于三维激光扫描技术的大型水库坝基变形监测方法

针对现有监测方法在对大型水库坝基变形监测时,存在水平位移和竖直沉降监测数据与实际相差较大,不具备要求监测精度的问题,引入三维激光扫描技术,开展大型水库坝基变形监测方法的设计研究。利用三维激光扫描技术,采集大坝点云数据,并完成拼接。考虑到外界环境中的干扰因素,对外业数据中的点云数据滤波与配准处理。计算坝基变形特征,结合得到的变形特征平面,实现对大型水库坝基变形的实时监测。通过对比实验的方式证明,新的监测方法得到的监测结果更接近实际,具有更高的监测精度。     

基于点云数据的复杂建筑体真三维建模与应用

传统建筑物三维建模方法费时费力、精度低、采用接触式测量,且仅能获得建筑物少量特征点及线状数据。与传统测量方法相比,地面三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanner,TLS)方法可快速、高效、非接触式地获取建筑物表面高精度三维信息,因此其较传统建筑物三维建模方法优势显著。以古田会议旧址为研究对象,首先介绍了研究目标的主要特征以及点云数据采集方案;其次以高复杂度建筑物建模为需求出发,详细阐述了点云数据预处理及建筑物三维模型重建相关核心技术及方法;并重点讨论了与其相关的点云数据配准拼接、去噪简化、二维轮廓线提取、三维实体重建;最后实现古田会议旧址高复杂度三维几何模型重现,并采用先进的3D打印技术按1∶40比例尺制作3D打印点云数据的微缩模型。通过与实地测量数据对比分析得知,采用地面三维激光测量方法采集点云数据的建筑物建模精度优于传统测量方法。此研究成果可应用于古田会议旧址等文化遗产的文物修复、变形监测、虚拟重现等方面。     

三维激光扫描系统的关键性技术研究

为获取三维数据信息及对所获得的三维数据信息进行处理,首先介绍了陕西科技大学计算机实验室三维激光扫描系统的组成及工作原理,对三维激光扫描系统的关键性技术如摄像机标定、影响测量精度因素、散乱数据点的消除以及点云数据的压缩问题的研究进行了概述,并指出该技术的应用在某些方面还需进一步完善和改进.     

基于移动激光扫描数据的建筑物精细化建模研究

随着"数字城市"的发展,各行各业对空间数据需求不断增高,三维建模是"数字城市"的重要组成部分,传统的建筑物三维建模方法耗时耗力、精度低、采用接触式测量,这种采集方法和数据处理方式已不能满足数字化的需要。移动激光扫描技术的出现,改变了传统的的数据采集方式,为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段。通过移动激光扫描技术获取的空间点云数据,可以建立结构错综和不规则场景的建筑物模型。鉴于传统方法的不足和移动激光扫描技术的特点,提出移动扫描技术三维建模的方法,以云南师范大学商学院的激光扫描为例,首先通过将获取的点云数据的配准、拼接、降噪、POS解算、IE解算和点云数据融合,然后进行精细三维建模。     

基于Metrascan与全站扫描仪的交通事故对象测量方法

针对交通事故现场测量的实际情况,提出了一种三维激光扫描和全站扫描仪相结合的对象测量方案。由于全站仪的有效测量距离远、精度高、测量时间短,利用全站仪获取交通事故现场路面的数据信息,弥补传统测量方法的局限性;针对交通事故的对象目标,以三维激光扫描技术得到的点云数据作为基础,全站仪测距技术所测得的数据即可以作为缺失部分点云数据的补充,也可以作为对象目标表面点云数据的核实,实现对象目标表面快速测量。     

基于三维激光扫描的物体重构建模

物体拍摄环境具有测量数据量大、物体外轮廓信息复杂等特点,采用当前方法能够获得物体精确的三维点云数据,但缺乏颜色和纹理信息,导致物体重构精度不高,真实感较差;为此,提出一种基于三维激光扫描的物体重构建模方法;该方法通过三维激光扫描技术获取物体点云数据,采用显式的欧拉积分方法对物体整个三维曲面进行平滑,依据三角生长法进行物体三维空间三角划分,将物体网格顶点向球面进行映射,由此构造物体三角网格模型,通过迭代最近点算法对物体非同步点云数据初步匹配结果进行精确配准,利用最近点搜索算法将经多视图立体视觉算法优化后的物体颜色信息和三维点云数据坐标相融合;实验结果表明,所提方法可以快速精确地建立物体三维重构模型,验证了所提方法的可行性。     

三维激光扫描技术应用于高精度断面线生成的研究

以地面三维激光扫描技术应用于高精度断面线生成为例,对点云数据采集方案和点云数据处理方法进行了研究,通过实验证实三维激光扫描技术非常适合于快速、高精度断面线生成。     

利用最小二乘法的网壳结构点云节点中心坐标提取

为解决网壳结构节点坐标测量困难、处理效率低等问题,本文提出基于网壳结构扫描点云的节点中心坐标提取方法：应用三维激光扫描技术采集网壳结构点云数据并预处理;然后基于设计模型,对初始点云模型进行网壳节点局部点云分割和节点多平面拟合,判定拟合平面的属性特征并修正侧面的法向量方向;最后利用空间约束关系及最小二乘算法求取网壳结构节点的精确中心坐标。以三亚国际免税城项目为例开展应用,结果表明所提方法求取的网壳结构节点中心坐标与全站仪实测结果偏差均值为2.89 mm,效率相比传统方法提高近4倍,较大提升了网壳结构节点中心坐标的提取精度和效率,为后续网壳结构施工偏差复核、幕墙板材的深化设计与加工等工程化应用提供了准确的数据支撑。     

基于三维空间模型的特高压耐张塔跳线间隙检测方法

提出一种基于三维空间模型的特高压耐张塔跳线间隙检测方法研究,利用三维激光扫描数据建立特高压耐张塔整体空间扫描模型,并描述激光扫描建模的原理。据此确定出了待检测标的物的三维点云数据集合;通过预处理的方式去除点云数据检测系统内部噪声和环境噪声,对点云数据集合进行高斯平滑滤波、坐标转换和点云数据拼接,并输出空间点云数据的文件集合;获取的跳线检测测量结果中还有可能包含粗差、系统误差和偶然性误差,利用检测数据分析前必须消除各种误差因素的影响。实验数据表明提出方法的坐标检测精度值能够控制在+-1,并且总体的检测残差分布也位于合理的区间范围之内,实际检测效果优于传统检测方法。     

点云数据下的矿山巷道三维建模

基于三维激光扫描技术获取数据点云,对煤矿巷道进行精细三维建模。研究了狭长型海量巷道点云数据精细建模问题,使用Delaunay生长算法引入边、角等约束条件,设置不同三角网边长阈值对点云数据分析处理,在保证模型细节前提下选取合适的边长阈值完成巷道整体构网,实现了巷道实体对象的全景建模并对模型精度进行了分析。借助某煤矿点云数据验证了三维激光技术在巷道建模的可行性,为数字化矿山建设提供准确精细的数字化模型。     

基于激光点云数据的客家土楼三维建模

传统测量方法难以获得完整准确的几何信息,且在测量过程中对文化遗产的频繁接触也存在造成文化遗产损害的隐患。利用地面激光扫描技术开展了客家土楼真实感、精细化三维建模的应用研究。首先,在现场点云数据采集的基础上提出了基于点云数据的客家土楼三维高精度重建的具体过程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和分站处理、构件轮廓线提取、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行了详细论述。另外,对建模过程中纹理优化处理这一难点进行分析探讨,给出具体解决途径。应用结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的客家土楼精确化、真实感建模,为客家土楼建筑文化遗产未来的开发与保护过程的损害情况监测、恢复重建和虚拟展示等提供了高精度的数据基础。目前,技术方法已应用于世界遗产地—福建客家土楼的数字化旅游信息服务中,成效明显。     

燃气轮机叶片360°轮廓高精度测量

为了寻找一种既能满足叶片测量精度要求,又能解决叶片高精度测量成本高、测量效率低的测量方法,通过搭建基于相位测量的三维轮廓测量系统,对叶片进行360°测量,由于采集的点云数据需要进行数据融合,设计了一种基于相位测量轮廓方法的多角度点云数据融合机械装置,提出了基于参考平面数据旋转的新算法,最终实现了旋转多角度叶片三维轮廓点云数据高精度的自动融合,得到了完整清晰的叶片三维表面轮廓。同时对叶片局部大曲率部位进行测量,为局部二次因素的详细实验测量提供了有利条件。实验结果证明相位测量轮廓术应用于叶片三维轮廓测量非常具有实际价值。     

时序InSAR技术地表沉降监测结果可靠性及沉降梯度分析

为系统评价时序InSAR技术监测结果的精度和可靠性,进一步挖掘监测结果中隐藏的空间地理信息,利用两种时序InSAR技术对天津市及周边区域地表沉降情况进行监测,并基于水准数据测量结果、不同时序InSAR技术监测结果以及夜间灯光数据二次分析结果,研究了系统评价监测结果可靠性的方法,对监测结果进行了精度和可靠性的评价。在此基础上,基于ArcGIS空间插值与梯度分析方法,对研究区两个重点沉降区域进行了沉降梯度分析。研究结果表明:1研究区时序InSAR技术监测结果精度较高、可靠性较好;2重点沉降区域分布于天津市市区周边辖区,而市区相对比较稳定;3沉降梯度较大区域多分布于"沉降漏斗"的边缘,沉降梯度大小与沉降速率之间没有直接联系。     

基于SketchUp的建筑物实景三维模型重建

随着三维激光扫描仪的价格不断下降,激光扫描技术的不断完善和数据处理方法的不断提升,三维激光扫描技术应用越来越广泛。本文通过STONEX X500Plus三维激光扫描仪采集传习馆点云数据,利用SketchUp软件,详细介绍建筑物三维建模的主要技术流程,实现建筑物点云数据实景三维建模。     

站式三维激光扫描技术在地下空间测绘中的应用

城市地下空间是智慧城市的基础和重要组成部分,是现代化城市高效、高速运转的基本保证。而站式三维激光扫描技术是一种新兴测量手段,可获取大量的地下空间结构点云数据,具有非接触性、高效性、精确性以及全面性等特征。基于此,文章本文详细介绍了站式三维激光扫描技术在地下空间测绘中的应用进行了简单的探讨,以供相关人员参考。     

基于无插件化的三维室内点云可视化系统

科技的不断进步推动着测绘技术的不断发展,传统的测量技术已经不能满足大众对于建筑的直观感受。三维激光扫描技术以其获取数据速度快、精准度高、数据信息量大、实用性强等特点逐渐成为测绘领域中的重要测绘技术[1]。本文详细介绍了三维室内点云漫游系统的开发框架和核心技术。分析三维点云数据在采集过程中所遇到的问题和处理方法。同时引用potree.js将武汉大学实验室部分的室内三维点云为例,结合THREE.JS、MapBox、HTML5等技术进行室内点云漫游的构建,实现了室内点云无插件化漫游、测量等交互。     

车载激光点云中杆状目标自动提取

针对车载激光扫描数据中杆状目标点云自动提取易受临近地物干扰的问题,提出了一种基于扫描线聚类判别的杆状目标自动提取方法。该方法根据不同地物在扫描线数据中的形态,设计了从单条扫描线到多条扫描线的数据处理流程。首先对单条扫描线上的点进行距离聚类,得到不同的地物横剖面点集;然后根据点集内点的数量和杆状目标在扫描线上的分布形态,对聚类点集进行杆状目标种子点集判别;最后在疑似杆状目标种子点集的平面投影位置处,对多条扫描线进行点集聚类和去噪处理得到杆状目标点云。实验分析表明,针对不同的激光扫描数据,该方法能有效降低临近地物干扰,提取出道路两侧的杆状目标。     

基于三维激光扫描技术在地铁隧道形变监测的应用研究

针对传统的地铁隧道形变检测技术,无法全面反映隧道形变的问题,该文提出了基于三维激光扫描技术的地铁隧道形变监测,设计了三维振镜式激光扫描系统,包括控制系统、激光器、光学系统和振镜扫描系统,采用X振镜、Y振镜以及光学系统确保光束的质量,实现三维激光扫描技术。最后利用点云隧道三维建模算法,实现了地铁隧道的形变监测。实验表明,该文研究的系统测量精确度最高,与实际值仅差1 mm,监测10段地铁隧道所消耗的时间最少为20 s。