基于无人机倾斜摄影技术的桥梁有限元逆向建模方法研究

针对桥梁图纸缺乏或缺失，桥梁抗震分析中存在大量结构建模工作而其效率低下等问题，提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的桥梁有限元逆向建模技术. 首先参数化桥梁有限元建模过程，再引入基于运动恢复结构和多视图立体匹配算法的倾斜摄影技术，结合无人机多视角序列影像构建目标桥梁三维实景模型，引入非均匀有理B样条算法提取桥梁复杂结构曲面，获取桥梁几何数据. 通过大数据信息和桥梁设计规范、设计标准图集、现场实测等调查方法获取无人机无法观测得到的桥梁内部结构参数，实现通过视觉外观、大数据信息和专家先验信息重建桥梁有限元模型. 对长沙市巴溪洲大桥建立三维实景模型，验证模型误差低于2%；利用大数据信息和专家先验信息获取桥梁内部参数，基于实景模型重建目标桥梁有限元模型，验证有限元模型模态频率误差低于2%，静载挠度校验系数为0.57~0.79. 研究结果表明：利用无人机倾斜摄影技术逆向建立的桥梁有限元模型可靠且精度较高，在桥梁健康监测和区域抗震分析领域具有较高的科学研究和工程实用价值.     

基于航空倾斜摄影的一体化建模技术探讨

倾斜摄影测量以其独特的视角,获取了更加丰富的地物信息,使得基于倾斜影像的三维实景建模成为可能。本文阐述基于SLAM和倾斜摄影测量的室内外一体化三维实景建模的技术方法和流程,并结合这种新型技术手段制作的三维模型的潜在应用价值进行分析,总结出一套新的三维模型制作、技术应用解决方案。     

基于点云的隧道改建工程BIM建模方法与实践

为解决隧道改建工程中,难以根据地表真实岩体形态对隧道模型进行动态设计与调整的问题,通过遥感测绘(无人机倾斜摄影和地面激光扫描)技术与建筑信息建模(building information modeling,BIM)相结合,形成了 一套新的隧道线路布设和结构设计方法.首先,采用无人机倾斜摄影建立地表实景模型,利用地面激光...     

可量测实景影像与4D产品集成研究

采用摄影测量与数字近景数字摄影测量相结合的方法,进行地理空间数据的三维建模.对于大范围地理背景,基于摄影测量方法,利用航空影像数据,以4D产品的生产方式,建立DEM与DOM结合的三维景观模型.对于该范围内用户感兴趣的建筑物等人工地物,基于数字近景摄影测量方法,利用非量测数码相机进行影像数据采集,通过相机检校、特征提取、影像匹配等步骤实现可量测真实景物的三维重建.最后将上述大范围的三维背景地理数据与局部可量测实景影像相结合,实现可量测实景影像与4D产品的集成.讨论了该方法的整体流程和技术,实现了实验区大范围三维景观和可量测建筑物的三维重建及其两者的集成.     

面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.     

基于LiDAR和倾斜摄影测量技术的实景三维自动化建模方法

本文根据国内外现有激光雷达扫描技术和倾斜摄影技术,通过先进设备引进和技术研发,提出了基于LiDAR点云数据的建筑物白模制作自动化、基于SWDC-5倾斜影像空三加密快速化和建筑物纹理贴图自动化的技术路线,实现了大规模快速、高效、精确的实景三维建模生产。     

地面三维激光扫描与近景摄影测量技术集成应用

以地面三维激光点云为基础,以无人机和手机拍摄的影像为辅助,获取了地物全方位的三维空间信息.利用三维建模软件,集成地面三维激光扫描和近景摄影测量技术,对场景进行实景模型重建.实验结果表明,这2种技术的集成提高了实景模型的几何精度和纹理效果,并且这2种技术集成的应用能满足场景的高精度实景还原需求.     

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究

为了验证旋翼无人机倾斜摄影测量的可行性及精度,该文以北京市高新区为例,采用旋翼无人机对其进行了倾斜摄影,利用ContextCapture进行了三维实景建模,并采用外业实测控制点、检查点及测量数据对模型的平面精度及测量精度进行了验证,最终对基于旋翼无人机倾斜摄影测量技术进行三维实景建模的可行性、精度及效率做出客观评价,为后期的行业应用提供了一定的技术参考。     

倾斜摄影技术与BIM技术结合的公路施工进度自动监测方法

为有效监测公路项目的施工进度,提出一种倾斜摄影技术与建筑信息模型(BIM)技术相结合监测公路项目施工进度的方法。首先基于倾斜摄影技术快速采集施工现场的信息数据,构建三维实景模型,并结合施工进度计划表进行施工模拟,构建项目计划进度BIM模型;然后基于平台开发施工进度分析插件,通过布尔算法实现三维实景模型与BIM模型的匹配切分和计算,得到施工进度报表;对比报表信息与项目计划进度BIM模型,直观了解施工进度偏差;最后计算边坡土方量,对计算结果进行精度分析,为控制边坡开挖进度提供重要依据。以广西平南高速公路项目为应用实例进行验证,结果表明：利用本方法可对公路施工进度进行定期监测,为施工进度监测提供新的方法;施工进度分析插件总体匹配精度为97.27%;通过对非地面点进行修正,在一定程度上提高了土方计算精度,得到的土方计算结果与施工记录结果差值比为2.05%。     

无人机倾斜摄影实景三维技术研究

当今城市的飞速发展离不开科学的规划,而为了更好地开展城市规划工作,相关部门必须对所在城市的地形地貌进行三维建模。传统的建模技术成本较高,因此无人机倾斜摄影测量技术得以广泛应用。该技术不仅可以辅助相关部门开展测量工作,为三维模型的构建提供科学依据,还能大幅降低投入成本。此外,此类无人机通常由多个传感器组成,可以提供较为全面的三维数据,帮助解决三维建模过程中的各种问题,它是目前城市规划中最为重要的技术手段之一。基于此,本文主要围绕无人机倾斜摄影三维实景技术展开探讨。     

融合航摄影像与地面照片三维重建技术在考古中的应用

随着摄影测量与三维建模技术的快速发展,三维数字化重建已成为当前考古研究及文物保护的重要途径。由于考古遗址通常占地面积较大而细部结构复杂精细,单一的数据采集手段很难满足建模需要。以广西桂林靖江王陵为研究对象,介绍了影像建模的原理,同时从数据采集的范围、效率入手对无人机倾斜摄影与地面拍照两种数据采集方式进行了分析,提出了航摄影像与地面照片自动融合的三维数字化重建方法。最后通过与高精度三维扫描仪获取的点云数据进行同名点精度检验,分析了获取的模型点云精度。结论表明,该三维建模方法具有全面、快速、高精度的特点,对于考古研究及文化遗产的保护具有重要的意义。     

多源数据融合的城市三维实景建模

随着数字城市以及智慧城市的提出，城市模拟从二维发展到三维，对城市三维实景建模的要求越来越高。由于城市地物密度高、变化快，传统的手工三维建模方法效率低，无法适应快速发展变化的城市环境，因此，往往采用无人机倾斜摄影技术进行快速三维建模，但无人机倾斜摄影方法无法解决城市地物遮挡、树冠遮挡、屋檐遮挡、玻璃透光等问题，造成三维模型局部纹理扭曲、地物拉花、地物空洞等缺陷，在模型精度、质量、应用方面存在诸多问题。为了解决上述问题，以中国科学院大学为研究区，运用无人机倾斜摄影技术与地面激光雷达技术进行融合建模。在实验过程中，外业采用“规则航线自动拍摄为主，兴趣区手动拍摄为辅”的无人机影像获取策略；内业则利用“手动粗配准，ICP算法精配准”的方法将地面雷达点云统一到无人机影像坐标系统中。实验结果表明，多源数据融合的方法既能够保证三维建模的效率，又能够修正无人机单独建模模型的地物扭曲、空洞等问题，提高模型的精度，优化城市三维模型。     

基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建

三维地质模型是表征地下地层分布和地质构造的有力工具,可以简单有效的帮助地质解译和空间分析工作,但由于传统三维地质建模方法建模过程复杂、人为干扰影响大,非专业人士短时间内很难掌握并且建模质量难以保证。为满足矿山智能开采对高精度地质模型的需求,提高三维地质建模与可视化的高效性和直观性,提出一种基于支持向量机的三维地质建模方法,将地质体划分为大小均匀的栅格单元,根据栅格单元的属性类别构建三维地质体模型,并使用基于RBF核函数的支持向量机分类器对顾北煤矿北一矿区进行了实例验证,将模型进行开挖显示,与实际钻孔数据构建的地质剖面图进行对比,结果表明,该方法具有很大的适用性,并且可以很好的处理尖灭地层,建模效率以及准确率较高。     

基于SQL Server平台复杂地质体FLAC3D模型的构建

由于FLAC3D软件建立复杂三维地质体模型难度大、易出错,提出一种新的建模方法,即提取三维地质体建模数据并进行编辑成相应的表,把表导入SQL Server软件中,通过SQL查询语言生成FLAC3D可直接读取模型数据文件,从而实现在FLAC3D软件中准确、快速和自动化建立复杂三维地质模型的目的.通过云南某矿山的三维建模实例检验了该方法的可行性和高效性.结果表明:该方法在FLAC3D中建立复杂地质体模型具有一定的参考价值.     

基于3DS MAX的火山地质景观三维建模与动态模拟研究

阐明了地质景观三维建模和成因动态模拟的研究意义,分析了国内外常用三维地质建模和模拟软件用于定性地质建模和模拟的不足之处,提出了利用3DS MAX多种建模和动态模拟工具,以定性、半定量、定量地质资料和数据作为数据源,进行地质景观三维建模和成因动态模拟。以吉林省伊通国家火山地质公园为例,介绍了火山地质景观自身及其地质背景的时、空信息组织和耦合方法;阐述了火山地质景观三维建模过程中空间尺度上的大、中、小层次结构及动态模拟过程中时间段的划分方法,建立起相互联系的空间三维可视化和时间动态模型。剖析了基于3DS MAX的火山地质景观定性-半定量模型和地质演化动态模拟的可靠性、精确性及适用性。     

三维地质建模在煤矿地质可视化中的应用分析

煤矿智能化发展是煤炭行业未来发展的大趋势,三维地质建模及其可视化技术促进了地质资料信息的管理和共享,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模及其可视化技术可以对地质体的透明化勘探、煤矿的成矿预测、储量估算等进行精细化的指导,确保煤矿的采掘、通风系统的设计以及智能化开采的科学性,直观化灾害事故反演、地表环境监测、生产智能化管控等,减少勘探和开采的风险,能够大大提高煤炭开发的效率。本文对三维地质建模及其可视化技术在煤矿中的应用现状进行了总结,归纳了目前其在矿产领域的研究方向与相关软件的使用情况,介绍了地质数据和巷道数据的获取处理和建模技术,以及在各应用领域的具体进展,最后结合煤炭精准智能开采的发展趋势,针对三维地质建模技术在助力煤矿智能化发展方面的具体问题提出了思考和认识。     

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。     

三维地质界面建模关键算法研究

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法,地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。本文就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法,地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

面向随钻的井筒可视化方法研究

针对随钻过程中数据的复杂多样性以及井下信息可视化的重要性,以随钻井轨迹数据和随钻测井数据为研究对象,研究并给出随钻井筒可视化建模的方法,建立立体井筒模型。基于成像原理给出钻遇地层可视化建模方法,建立地质属性映射模型,采用纹理技术实现二者的有机融合,真正实现随钻井筒的三维可视化。利用Open Inventor图形开发工具包,实现三维井筒的绘制和钻遇地层信息在三维井筒上的展示。     

目标层次建模预测水下扇储层微相分布

储层目标层次随机建模方法(Fluvsim)是一种新的基于目标的储层随机建模方法.与传统的随机建模很少考虑储层成因联系相比,储层目标层次随机建模方法较好地考虑了储层成因联系,通过储层目标整体生成,再现成因上相关储层在空间分布特征.而模拟退火方法的引入,克服了基于目标方法难以忠实于条件数据的缺点.利用Fluvsim较好地建立了濮城油田C中期旋回水下扇微相空间分布.沟道垂向比例在模拟实现中得到很好的再现,误差不超过3%.抽稀检验表明,沟道吻合程度参数平均值超过80%,建模结果具有较高的可信度.