三维激光扫描在建筑物模型构建中的研究与实现

在数字城市建设中,作者提出了利用三维激光扫描获取的数据进行建筑物模型构建的方法.在详细介绍三维激光扫描基本原理和总结建筑物几何建模方法的基础上,重点研究了三维激光扫描数据处理方法以及利用三维激光扫描数据进行建筑物特征点提取的方法和过程.对利用三维激光扫描数据进行建筑物模型构建工作中应注意的问题进行了说明.最后,作者利用一组三维激光扫描数据构建了一幢建筑物的几何模型,这为三维激光扫描在数字城市建设中的应用做了有益的探索.     

倾斜摄影与地面三维激光扫描数据融合建模

由于大型室外场景的结构复杂,单一来源的测量数据已经难以完整而丰富地表达目标对象三维细节.本文结合无人机倾斜摄影技术匹配获取的密集点云和三维激光扫描技术获取建筑物三维点云数据,通过统一坐标系和迭代最近点（iterative closest point,ICP）算法,对两种点云进行融合.然后进行模型重建,得到完整的建筑物三维模型.实验结果表明,单独使用两种技术都无法获得复杂建筑物完整的三维模型.两种技术的融合,能够获得大型建筑物完整的、较高精度的模型,为城市三维建模提供新的方向.     

建筑物三维激光扫描点云的粗差剔除研究

通过三维激光扫描测量技术快速获取建筑物3D空间数据,是当前数字城市建设的研究内容。针对建筑物平面特征较多的特点,在总结三维激光扫描点云粗差剔除算法的基础上,探索稳健平面拟合算法,对点云数据中有用信息的提取提出一种粗差剔除方案。通过对一组建筑物的三维激光扫描点云原始数据进行粗差剔除测验,证实了方案的可行性和可靠性。对三维激光扫描在数字城市建设中的应用进行了一定的探索。     

基于单镜头无人机倾斜摄影的建筑物三维模型构建

针对倾斜摄影技术实际应用中存在诸多限制问题,提出了一种利用单镜头无人机对建筑物进行多角度拍摄,快速建立建筑物三维实景模型的方法。通过设计折线型航线影像采集方法和环绕型航线影像采集方法,使用单镜头无人机模拟获取建筑物倾斜影像,建立建筑物三维实景模型。从模型的平面精度、高度精度以及线段长度精度三方面进行分析比较可知,基于单镜头无人机在不同航摄方案下建立的三维景观模型满足三维地理信息模型数据产品的规范;在本次研究中,折线型航线方案所构建的模型较为精确。     

高效三维遥感信息获取技术的研究

分析了现有三维信息获取技术的现状.随着社会变化的快速需求,体现出了这种获取模式的最大弊端,即其时效性远远满足不了现代社会的应用需求.高分辨率卫星和机载激光扫描技术的出现恰恰弥补了这个不足,开辟了高效三维信息获取的新途径.高分辨率卫星影像不仅能提供具有丰富光谱信息的高质量影像,有的还直接提供DTM(Digital Terrain Model,数字地面模型)数据.激光扫描技术是获取地面三维信息的有效途径.实践表明,高效三维信息获取技术已在许多领域取得了较好的应用效果.     

基于徕卡Scanstation 2获取校园三维点云数据的研究

三维激光扫描技术作为一项新的测量技术,可以快速、高效、准确地获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供了必要条件.文中主要介绍三维激光扫描技术的优点,并以黑龙江工程学院教学综合楼为例,阐述三维点云数据获取、数据处理的基本方法,验证将三维扫描技术用于校园可视化的可行性.     

三维激光扫描技术与BIM技术的建筑数字化保护应用研究及展望

近年来,建筑的数字化保护技术正在兴起,三维激光扫描技术和BIM技术被广泛应用于建筑物的数据采集、模型建立和信息管理工作中.本文以淮北市矿山博物馆为例,总结了三维激光扫描技术、BIM技术在建筑数字化保护工作中的应用经验,同时对两种技术在智慧城市中的应用作出了展望.     

基于GPS/INS的机载三线阵影像直接定位技术研究

介绍了机载线阵CCD传感器和POS／AV510系统的基本原理;推导了GPS／INS（惯性导航系统）的外方位元素的计算公式;通过实验获取了GPS／INS系统的外方位元素;重点介绍了用前方交会解求地面点坐标实现影像的直接定位方法。最后,对具体实验数据进行分析,得出了有益的结论。     

多源SAR影像监测矿区建筑物三维位移场

合成孔径雷达差分干涉(差分InSAR)技术仅能获取雷达视线向(LoS)一维形变信息.通过分析LoS向形变的三维空间合成模型,研究了融合多源合成孔径雷达(SAR)影像求解建筑物三维形变的模型与算法.该算法利用具有不同空间几何的SAR影像获取目标在不同LoS向的形变信息,联合求解目标三维形变场.结果表明:三维算法反演的垂直向位移(即下沉)与水准数据相互吻合,均方根误差为士10 mm;东西向水平位移场符合开采沉陷规律.由于卫星采用极轨飞行,使得三维算法对南北向位移不敏感,反演精度差;由三维位移场计算的倾斜值以及东西向水平变形与实测值间的均方根误差分别为±0.21,±0.06 mm/m.     

基于卷积神经网络的无人机遥感影像农村建筑物目标检测

将深度学习应用于遥感影像目标识别,提出基于卷积神经网络的无人机遥感影像农村建筑物的目标检测方法,用端到端的方式训练Faster R-CNN网络模型,并应用于农村建筑物的快速精确识别.该方法包括基于RPN网络的区域建议和基于Inception v2的卷积神经网络模型训练.为了训练和测试模型,通过无人机采集南疆地区的农村建筑物遥感影像,并人工标注建立了农村建筑物的数据集,在TensorFlow深度学习框架上通过对该数据集目标检测验证了模型.结果表明,基于改进的卷积神经网络目标检测方法对无人机遥感影像进行快速准确识别的总体精度超过90%,通过初始参数更新,模型收敛更快,对无人机遥感影像地物分类和目标识别具有一定的参考意义.     

佛山市机动车交通特征研究

采用GPS车载测试系统和视频采集技术对佛山市城区和郊区的交通流量与行驶工况进行了测试.基于测试数据,对佛山市的交通特征、城区不同道路类型的机动车行驶特征进行了深入分析,采用特征参数法合成佛山市城区和郊区高速的行驶工况,并与欧洲标准工况进行了对比.结果表明：佛山市城区主干路、次干路和居民路平均每小时的车流量分别为3 667辆、2 418辆和822辆;郊区高速、国道和省道平均每小时的车流量分别为1 192辆3、024辆和1 583辆.城区机动车平均速度为20.54 km/h.佛山实际工况平均速度、加／减速度与NEDC相差17.26%~55.91%.     

高实时性GPS时间比对接收机实现方案

全球定位系统(global positioning system,GPS)共/全视法的核心是GPS时间比对接收机及后处理算法.自主研制了基于EURO-160 GPS引擎的高实时性GPS多通道时间比对接收机及实时数据处理算法.为了验证接收机的精度,与国外商用GPS P3码接收机进行了零基线共钟与零基线不共钟的实验.实验结果表明,研制的高实时性GPS时间比对接收机与国外商用GPS P3码接收机技术水平相当.     

线阵CCD输出信号的数据采集

介绍一种低速A／D转换器来实现对高分辨率线阵CCD输出信号进行数据采集的方法，该方法硬件以89C51单片机为核心，以Intel8253作为同步控制器，驱动A／D转换，并通过软件实现对CCD输出信号进行等间隔、多周期采样．该系统电路简单、成本低、可靠性高，已成功用于数字水准仪的数据采集系统。     

多晶体材料三维微结构有限元分析的后处理

用于多晶体材料微结构有限元分析的后处理软件FEPost-processing(三维版)的设计思想.该软件以Voronoi算法生成的数字材料为对象,以有限元分析软件ABAQUS为计算平台,对以节点为单元输出的数据库,运用了适当的算法过渡到以单元为基础的数据库形式,判断各个单元所归属的晶粒而后在晶粒内部对单元信息采用体积加权平均的处理方法,从而在细观尺度上完成了对加载后材料的内部场变量的定量分析,并实现了结果的可视化.     

数字式光处理技术及在三维测量中的应用

提出了一种颜色编码方法实现三维测量，利用数字式光处理技术将在计算机上用软件产生的颜色编码图案投射到被测三维物体上，用彩色摄像机摄取物体图像，在摄取的图像上每一种颜色对应一个投影角，根据彩色摄像机输出的颜色三元素RGB，实现颜色解码，从而获得物体的三维信息。     

三维地形信息测量系统的设计

在土地整理工作中,为降低工程土方量估算中三维地形信息测量的成本,同时提高测量精度与效率,设计了一种RTD DGPS与激光测量相结合的三维地形信息测量系统。使用RTD DGPS可以方便快捷地获得米级精度的水平位置数据;而高程的测量则采用激光测量系统完成,在100 m的范围内使用,其测量误差不大于4 cm,弥补了DGPS系统在高程测量中误差较大的不足。为满足野外作业的可靠性与便携性的需要,系统的数据采集部分以ARM7处理器为核心,并将采集的数据存储到U盘中。室外试验结果表明,系统工作稳定,可作为一种工具用于三维地形信息测量。     

基于DSP和GPS的车辆监控系统设计

在车辆监控系统中,利用GPS能够全天候、连续、实时地获得高精度的三维位置航向和速度信息.但是,GPS卫星信号在隧道和山谷容易受到遮挡,通过GPS接收机不能获得连续准确的导航信息.为解决此类问题,讨论了利用滤波算法辅助GPS进行定位,弥补了GPS的缺陷.介绍了车辆监控系统的原理和数学模型,给出了基于DSP的车辆监控系统的硬件组成和软件编程,实现了车辆监控的组合方法.     

数字城市三维重建技术

数字城市三维建模与可视化是数字城市的核心技术之一．城市三维景观模型是城市三维信息的表现模型,也是城市三维技术发展的主要趋势．在阐述了数字城市三维重建技术基础上,介绍了瑞士CyberCity软件在制作城市三维景观方面的应用．通过实例分析,结果表明该软件在城市三维建模技术方面有着广泛的应用前景．     

计算机技术在西部绿色城镇建设中的应用

本文针对西部绿色城镇建设中的地质灾害风险评估和早期预警、生态城镇规划与基础设施建设、绿色房屋结构体系等方面应用的计算机技术进行了总结归纳。在地质灾害风险评估和早期预警中,地理信息系统（GIS技术）通过与遥感技术结合,获得中国西部地区地质环境及大型地质灾害的基本资料,有利于西部绿色城镇建设中灾害监测和提早防治。在生态城镇规划与基础设施建设技术研究中,基于GIS 技术的土方填挖分析和用地选择评价、基于Transcad 技术的区域交通模拟、基于CFD 技术的风环境模拟和基于众智软件的日照模拟逐渐得到了重视和应用。在绿色房屋结构体系研究中,计算机有限元数值分析方法和计算机并行计算技术已在土木工程结构体系抗震性能分析中发挥了至关重要的作用。     

基于Voxler平台的电法数据体三维可视化

高密度电法测点密度高,信息量大,在寻找地下水,探测岩溶发育带和工程地质方面得到了广泛的应用.传统的高密度电法二维剖面图并不能直观地观察目标异常体的走向、空间位置与形态的问题.为真正实现高密度电法剖面的三维可视化,通过一定的数据提取技术提取出地下地质体的有效数据信息,建立地下地质体三维模型.基于Voxler软件平台可从不同角度和方位观察目标异常体的走向、空间位置与形态,并可运用切片技术进行高精度的数据解释,实现了高密度电法数据场的三维可视化,为解决相应的地质问题提供了直观,可靠的资料.笔者结合工程实例来阐明这种技术的实用性.