多片点云数据拼接处理技术的研究

在利用三维激光扫描技术进行逆向建模过程中,点云数据的质量直接决定着模型的质量,而多片点云数据拼接处理的优劣又影响着点云数据的质量。通过对多片点云拼接原理的研究,提出了不贴反光片的"三点法"拼接处理方法,该方法只需找出多测站扫描的点云数据中的三个公共点可进行点云数据处理,解决了以往的"三点法"处理手段下建筑物必须贴反光片的难题。利用该方法首次对大型钢桁架桥梁的点云数据拼接处理,拼接完成了该大桥的完整点云数据模型,其精度满足逆向建模的精度要求。更多还原     

基于三维控制场的三维激光扫描仪点位精度评定

为评定三维激光扫描仪的精度,设计了一个基于室内三维控制场的RIEGL VZ-400点位精度评定方案。通过实测得到其在距离10 m左右的外部、内部符合精度分别为±1.675 mm和±0.48 mm。详细介绍了室内全景三维控制场的布设、数据采集以及点位精度的评定方法。研究结果可为地面三维激光扫描仪的工程应用提供精度依据。     

基于移动平均法的危岩点云数据处理及变形分析

传统危岩监测存在布点困难、效率低等不足,而三维激光扫描技术因采用非接触测量而可快速获取点云数据,但数据处理是难点。提出了一种基于移动平均法的危岩点云数据处理方法以提高变形识别率。首先根据危岩节理特征构造新的空间坐标系,使得某一轴向可直观反映危岩主要滑移方向,再通过曲面拟合计算移动窗口内的特征点,有效缩减了点云数据,在此基础利用ICP算法搜索对应点。依托温州某隧道工程,分析开挖边坡出现的危岩沿潜在滑移方向的位移,结果表明该方法极大提高了危岩变形识别的正确率,危岩在两次监测时间内存在约10 mm的变形,需采取一定的防治措施。     

基于激光点云的隧道开挖施工优化

复杂地质条件下的隧道超欠挖与爆破设计参数密切相关,本文提出了一种基于三维激光扫描点云分析的隧道爆破参数优化方案.三维激光扫描获取的隧道点云模型经拼接处理后,填充三角网格建模,对比设计模型得到超欠挖空间精确测量值;再对点云数据深度分析,获取掌子面结构面产状的详细信息,判定围岩类别.综合分析结果,对下一段的爆破参数提出优化措施,分析发现超欠挖现象有明显改善,该研究有助于隧道开挖整体工程的空间精确优化.     

基于高精准三维模型的土石坝整体变形监测研究

本文通过基于球面投影大坝三维表面构建算法构建土石坝表面模型,重建土石坝精确三维表面模型,将第一期数据作为参考数据,利用不同时期采集的点云数据与参考模型进行对比分析来获取大坝变形信息。通过试验验证了本文方法的可行性和实用性。     

基于三维激光扫描的建筑立面测绘关键技术

以海南省乐东黎族自治县旧城改造立面测绘项目为依托,提出了基于三维激光扫描的立面测绘作业流程,较全面地总结了该技术在建筑立面空间数据获取、数据处理和立面绘制方面的关键技术,其可提高建筑立面测绘效率和精度。     

基于三维激光扫描技术的工程施工测量应用研究

三维激光扫描仪作为一种新型的非接触式海量高精度数据获取手段,在国内外的众多领域得到了广泛的应用。本文利用三维激光扫描获取点云数据,对工程建设中的断面信息及土方量计算等作了研究,表明利用点云数据是一种快速、高精度的实现工程信息获取的手段。     

常用激光雷达点云数据格式分析

传统的测绘技术采集处理大范围地理信息数据时效率较低,激光雷达作为一种主动遥感技术,快速获取地物目标三维信息的功能使其应用领域越发广泛,成为继GNSS之后,测绘及地理信息领域的又一项变革性技术.LAS和E57是目前最为常用的激光雷达点云数据格式,对这2种格式具体文件结构及区别的分析具有重要意义.     

基于Ｃ-ＡＬＳ数据点云与ＦＬＡＣ3Ｄ耦合建模采空区稳定性研究

采空区坍陷地质灾害严重威胁矿山安全生产，如何有效地探知采空区的空间位置和三维形态等相关信息，并建立其三维可视化模型是有效实现采空区安全管理和评价的重要基础性工作之一。以滦平县张百湾镇周台子铁矿三采区的隐伏采空区稳定性分析为例，通过对采空区钻探后采用Ｃ-ＡＬＳ三维激光扫描获取数据点云并构建三维可视化模型，以ＦＩＳＨ语言编写转换程序导入到ＦＬＡＣ3Ｄ，进行了采空区地压分布规律、变形分布特征、围岩破坏情况、地表沉降分布特征分析，并与现场采空区实际情况相吻合，说明Ｃ-ＡＬＳ数据点云与ＦＬＡＣ3Ｄ耦合建模的技术方法在获取采空区的三维特征信息及采空区的稳定性判断方面的可行性，可为类似采空区的安全管理评价和稳定性分析提供技术参考。     

基于LS-SVM的无人机匹配点云数据修补

针对高山区过滤后点云数据缺失问题,提出一种基于LS-SVM的点云漏洞修补方法。以典型高山区地形为试验案例,采用4种常规插值方法与LS-SVM预测方法对数据进行处理分析,将处理数据与CORS动态测量获取的实测数据进行比较研究。研究表明,与4种常规方法相比,采用LS-SVM算法预测出的点云所构建的DEM模型精度有较大提高,模型MAE=-0.148 m、RMSE=0.250 m、R²=0.999 5,能够实现1∶500 A级高山区的高精度DEM生产,同时也增强了DEM在水利、建筑等行业设计初期的应用价值。     

TLS在建立高精度DEM中的应用

 介绍了高精度DEM数据采集的新技术。应用地面三维激光扫描Terrestrial Laserscanning（TLS）系统对小流域进行扫描获取点云数据,经分析处理生成高精度DEM,并对拼接误差进行评价。实践表明,三维激光扫描系统适用于小流域高精度DEM数据采集。     

一种新的扫描点云自动配准方法

点云数据配准是三维激光数据处理的关键问题,结合曲率进行配准是点云配准非常有效的一种方式。为了提高配准的速度和精度,针对点云曲率和RANSAC算法的特点和应用,分析了两种方法之间的优缺点。研究了一种结合曲率的RANSAC点云配准算法,并利用改进的ICP算法对点云进行精确配准。结果表明:基于曲率的RANSAC算法能够显著提高初始配准的速度和精度,同时改进的ICP算法比原有ICP算法提高了二次配准的速度和精度。     

基于复合云模型的太湖流域水环境质量风险评价

针对太湖流域水环境质量风险评价问题,提出了评价指标体系。根据2011—2015年7个断面的实测数据对现有指标进行筛选,计算各指标的属性重要度,并选取较为重要的4个水质指标和富营养化指数;对实测水质数据和地表水环境质量标准等级,采用Shannon熵和云模型相结合的方法,利用最大隶属度原则得到太湖流域各年水环境质量风险评价的结果。结果表明该流域水环境质量处于中等风险水平,需要采取相应措施降低发生水污染事件的风险。评价结果可以为太湖流域的水质改善提供一定的科学依据。     

从隧道三维点云中自动截取断面轮廓的方法

近年来,三维激光扫描技术广泛运用于公路隧道的几何参数测量。针对高速公路隧道的三维激光扫描点云,设计了一种从中提取完整断面轮廓线的自动化方法。该方法能够自动结合大量点的法向信息精确计算出隧道中轴线,并以此建立与隧道同轴的参考圆柱面;然后利用专门设计的圆柱投影方法将点云映射至二维空间,并改进了二维Delaunay构网算法使之适用于周期性圆周角数据的构网问题;最后基于隧道表面三角网自动截取断面轮廓。另外,该方法能够根据隧道走向的变化自动调整截面方向,可应用于弯曲隧道工程,并以真实的高速公路隧道扫描数据验证了算法的有效性和高效性。更多还原     

基于熵理论-可拓云模型的引水隧洞塌方风险评价

为有效预防引水隧洞施工期塌方事故的发生,结合既有研究成果及工程实际情况,构建多指标参数的引水隧洞塌方风险评价指标体系,运用偏好比率法和反熵权法对各指标因素进行权重分析;同时考虑引水隧洞施工中塌方风险因素的不确定性以及评价等级划分的模糊性,建立了基于熵理论-可拓云模型的引水隧洞塌方风险评价模型。以珠江三角洲水资源配置工程中东莞分干线单线引水隧洞的9段典型隧洞为研究对象进行评价,结果表明:GS19+590—GS20+050、GS20+050—GS21+340、GS22+226—GS22+553、GS24+911—GS26+035段引水隧洞塌方风险等级为Ⅱ级,属于中度风险;GS21+340—GS22+226、GS22+553—GS23+788、GS23+788—GS24+911、GS26+035—GS27+700、GS27+700—GS28+061段引水隧洞塌方风险等级为Ⅲ级,属于高度风险。评价结果与工程实际情况吻合,验证了该方法在隧洞塌方风险评价中的实用性与有效性。     

岩体结构面力学模型制作新方法试验研究

目前岩体结构面力学模型室内试验研究在相似材料配置、力学模型研制和强度效应分析等方面存在着诸多不足,不能很好的满足定量研究的需要。为了解决这一不足,开展了结构面模拟材料及力学模型制作方法研究,得到一种新型结构面模拟材料,并率先尝试采用3D打印、三维激光扫描和逆向工程技术制作模型结构面。实践证明,研究成果能较好满足结构面室内试验研究的需要,可推广运用。     

三维激光扫描技术在面板堆石坝挤压边墙变形监测中的应用

为了分析挤压边墙的变形特性对混凝土面板的施工及应力变形影响,首次采用瑞士徕卡公司生产的ScanStationP40扫描仪对涔天河面板堆石坝挤压边墙进行3期扫描,将第1期扫描点云数据作为基准数据,将第2期、第3期扫描的点云数据分别与基准数据进行对比分析来获取挤压边墙的变形特性,然后与同期挤压边墙上的棱镜实测数据对比分析。结果表明挤压边墙中上部呈向下游位移的趋势,而下部呈向上游位移趋势;基于三维激光扫描的挤压边墙顺河向位移变化区域大于棱镜实测顺河向位移变化区域;挤压边墙中上部沉降较大,两岸沉降较小,挤压边墙处于变形发展阶段,尚不适合进行面板施工;2种监测手段得到的挤压边墙变形趋势基本一致。说明利用三维激光扫描技术对面板堆石坝挤压边墙表面变形进行监测是可行的,可为类似工程提供参考。     

基于三维点云的结构面产状获取方法研究

为快速从地质结构面三维点云数据中提取产状信息,基于Python程序设计语言,编程实现了一套自动拟合平面并计算结构面产状的算法。首先,介绍了最小二乘法和主成分分析法2种算法原理和求解平面方程思路;其次,利用Python语言分别设计实现了上述算法,并引入奇异值分解帮助求解主成分向量,给出了关键代码和程序流程;最后,对2种算法进行对比和误差分析,并将平面方程转换为产状信息。将该方法应用于国际公开试验数据,人工截取指定结构面产状,计算结果平均值与实际值相比＜1°,最大不超过2°;无监督聚类分割生成的不规则结构面产状计算结果平均值与实际值相比＜4°,最大不超过8°,且主成分分析法误差更小。结果表明,该方法精确度高,使用简便,满足工程实际需要。