基于LiDAR数据的DSM和DEM制作研究

激光扫描雷达(LiDAR)作为一种高效的地形数据获取系统,可快速获取大面积、高精度的三维坐标点云数据。该文设计了利用LiDAR系统快速生成DOM的技术方法,通过对LiDAR获取的激光点云进行滤波和分类处理,并利用其生成的DEM,结合光学影像数据,快速生成数字正射影像产品。试验表明,采用LiDAR数据和数字影像相结合的方式生成正射影像图自动化程度高、生产周期短,能够满足快速正射影像图制作的要求。     

融合多源数据的高精度道路地图的构建

为提高高精度道路地图的制作效率,提出采用融合多源数据的方式构建高精度地图。根据道路特征及类型,选用车载激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）、无人机摄影测量以及人工采集3种技术获取数据源,分别进行点云、图像以及矢量数据处理,构建高精度道路地图并进行精度评定。试验结果表明,多源数据可实现不同道路场景下的数据采集,为高精度地图快速构建和更新提供参考。     

基于无人机影像的泥石流流域精细化地形建模方法

针对高原山区地形复杂、精细化地形建模效率低等问题,引入无人机低空遥感技术,通过分析无人机摄影测量基本原理,建立了一套适用于高原山区泥石流流域精细化地形建模的方法与技术体系,包括高分辨率影像获取、影像质量控制、影像增强与掩膜处理、空中三角测量、高精度数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)的构建等。应用该方法对云南省小江流域蒋家沟泥石流流域进行地形建模与验证分析,结果表明,获取的0.14 m空间分辨率无人机影像,经过数字摄影测量处理,可以生成0.547 m精度的DOM,0.684 m精度的点云数据以及数字三维模型,可为泥石流灾害的定量评估与风险防控提供精细化地形数据支持和技术保障。     

基于三维激光扫描点云的道路路面变形分析方法

针对常规的道路路面变形分析方法存在工序复杂、效率低、局限性较大且难以对路面的整体变形做出全面变形分析等特点,提出一种基于三维激光扫描技术对道路变形分析的方法。采用三维激光扫描技术获取运营中道路路面的点云数据,并建立道路路面数字化模型定性且定量地对道路路面进行变形分析,进而得到路面的整体变形区域和变形量。结果表明,通过三维激光扫描技术可以更加直观、简洁地对道路做出数字化分析,对道路病害监测技术的自动化发展有着极为重要的意义。     

无人机载LiDAR测深系统进行海岸带测绘的可行性分析

如何快速获取高精度、全覆盖的海岸带浅水地形数据一直是海洋测绘的难点之一。无人机载LiDAR测深是一种有效的海岸带水陆地形一体化测量技术,利用RIEGL VQ-840-G ALB系统在山东青岛海域开展了无人机载LiDAR测深实验。基于获得的青岛实测ALB数据,从海底点密度、最浅探测深度、最大探测深度、测深精度四个方面定量分析无人机载LiDAR测深系统的测量性能,并进一步分析了无人机载LiDAR测深系统对海岸带测绘的可行性。实验结果表明,该无人机载LiDAR测深青岛实验的水深点密度达603个/m²,最浅探测深度仅0.16 m,最大探测深度(基于平均海面)达6.14 m;通过与船载单波束测深数据和陆上RTK数据对比,水下测深精度为17.6 cm,陆上高程精度为5.2 cm,能够满足海岸带测绘的要求,相关成果可以为我国无人机载LiDAR测深技术研究与应用提供参考。     

基于点云片段法提取道路边界线

车载激光扫描技术作为一种新的数据获取手段,因其可快速获取地物表面的高精度三维信息等特点而逐渐应用于测绘技术中。使用车载激光扫描仪获取的点云数据,采用点云片段法对车载点云数据中的道路边界线提取进行研究。根据高程投影,确定道路边界点所在的大致位置,提取该位置上的点云数据(即点云片段);然后对点云片段上每个点云数据进行斜率计算,根据斜率阀值初步提取道路边界点;最后再对初步提取到的道路边界点进行优化拟合形成道路边界线。点云片段法可通过减少计算过程中的数据量来提高计算效率,可快速而又精确的提取道路边界线,研究结果证明该方法具有可行性。     

基于倾斜摄影测量的露天土石挖填方计算研究

传统的全站仪或RTK技术进行土石方的填挖计算,需要耗费大量的人力和物力,而且效率较低,成本相对较高。该研究利用消费级无人机快速进行土石方计算,通过低空无人机获取影像,利用少量像控点,依据计算机视觉原理生成了地形稠密三维点云,实现了露天地形三维数字模型制作。该研究区域选择了某块有起伏的地形进行试验,利用RTK采集地形高程点进行精度对比。试验的结果表明：利用无人机构建的露天地形三维数字模型计算的挖填石土方量误差在3%以内,完全满足工程中土石方量计算标准,该技术方法具有很高的实用价值。     

基于无人机影像的露天矿工程量监测分析方法

提出了一种基于无人机影像序列的露天矿工程量(采剥量、堆放量等)计算方法.该方法利用旋翼无人机搭载低成本便携式数码摄像机获取露天矿山不同时间的视频帧或影像序列.基于运动恢复结构(Sf M)和多目立体视觉(PMVS)算法,自动生成矿山完整、致密的三维点云.研究设计了一种基于形态不变区的点云配准方法进行两期点云空间配准,并采用DTM三角网差值法计算矿山工程量.矿堆体积变化无人机监测实验结果表明,该方法重建点云模型的点间相对误差小于±1%,堆放体积变化监测精度接近92%,基本达到地面Li DAR扫描的堆放体积变化监测精度.     

市政道路路面采样测量技术研究

结合应用实例利用地面三维激光扫描技术进行汽车试验场路面采样,生成高精度、高密度的断面线,通过运用三维激光扫描仪进行点云数据的采集以及后期数据处理方案的研究,表明三维激光扫描技术方案能克服传统测量方式缺点,保证测量数据质量,提高测量工作效率,为快速获取路面断面数据提供了一种全新的、可行、高效的测量技术手段,具有广阔的应用前景.     

针对广西地形激光LiDAR点云滤波处理的研究及应用

机载LiDAR能够快速获取精确的高分辨率数字地面模型以及地面物体的三维坐标,是一种DEM数据快速生产的重要手段,在地球空间信息科学等领域具有广阔的发展前景和应用需求。然而在中国广西地区,由于地形地貌存在大量陡峭石山,地形破碎,以及部分地区植被十分茂密等特点,导致LiDAR数据的常规滤波算法将丢失大量地面点,增加人工编辑工作量,最终造成DEM生产质量不高。本文所提出的三个LiDAR点云数据精细化处理改进算法能够较好地识别这些特殊地形,采取一定的调整算法和处理,对陡石山进行重分类;对水体、断壁边界添加断裂线;对茂密植被区重新模拟地面,基本能大致修复丢失的地表,具有较强的实用性,也较大程度地提高了作业效率,尤其适合广西植被覆盖高、地形破碎、山地占比高的地区。     

多时段不同定位精度的无人机影像点云的对比分析

利用两个不同地形特征的实验区(平地和山地),使用大疆精灵4 RTK设计实施多种无人机影像采集和处理方案(3个时段、使用或关闭集成的RTK功能、数据处理时是否引入地面控制点),两个区域共采集12个架次的无人机影像,生成24个不同类别的影像点云模型.比较、验证不同条件下无人机影像点云模型的精度,评价不同方案的精度差异.结果显示,无人机能在一定程度上仅凭借集成的RTK功能实现免像控采集高精度数据,但仍然建议同时使用RTK模块采集数据,并引入少量地面控制点进行数据处理,此时获取的数据精度最好;中午时段的影像数据质量最佳,成果精度最高,两个实验区中午时段垂直方向最小平均差可达0.01～0.02 m,其他时段结果次之;地表特征对影像点云模型精度也有影响,地势平坦、地表特征丰富有利于模型重建,提高模型质量.     

基于有限集统计学理论的多扩展目标跟踪研究综述

机载激光雷达(LiDAR)数据是离散的三维点云,同一个建筑面的三维激光脚点具有随机分布的特性,并且由于建筑本身形状的多样性和复杂性,以及建筑物周围环境的复杂性,导致从LiDAR数据提取建筑物轮廓线变得更加困难。提取建筑物的轮廓线,最关键的就是提取LiDAR数据中建筑物的边缘点。文中提出一种改进的提取LiDAR点云数据边缘点方法:设定具体的半径和阈值,把LiDAR点云数据中存储的每个点作为圆心建立包裹圆,求得点云数据中其他点到该点的距离,并统计落在包裹圆内点的个数,通过每个包裹圆内点的个数跟设定的阈值进行比较,从而确定该点是否为边缘点。通过仿真发现,文中算法与alpha shape算法相比,在保持边缘点提取效果的基础上,极大减少了运行时间,总体效率有了显著地提高。     

带色彩地面激光雷达点云数据的匀光匀色方法

目前许多地面激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)能够获取带有目标色彩信息的点云数据,利用这些数据,可以实现点云模型的精细纹理快速、自动化的生成.但因异站点云数据存在颜色差异,生成的纹理可视化效果并不理想.针对这一问题,根据色彩分量表达与空间坐标的相似性,提出了一种基于色彩坐标转换的点云匀光匀色方法.实验结果表明,异站点云颜色差异得到了较好的修正,生成的纹理效果佳.该方法不仅可用于地面LiDAR数据,对于其他来源的具有颜色信息的地面LiDAR点云数据也可据此进行带色彩点云数据的匀光匀色并生成精细纹理.     

基于三维激光扫描的路面采样测量技术研究

结合应用实例利用地面三维激光扫描技术进行汽车试验场路面采样,生成高精度、高密度的断面线,通过运用三维激光扫描仪进行点云数据的采集以及后期数据处理方案的研究,表明三维激光扫描技术方案能克服传统测量方式缺点,保证测量数据质量,提高测量工作效率,为快速获取路面断面数据提供了一种全新的、可行、高效的测量技术手段,具有广阔的应用前景。     

基于三维激光扫描的路面采样测量技术研究

结合应用实例利用地面三维激光扫描技术进行汽车试验场路面采样,生成高精度、高密度的断面线,通过运用三维激光扫描仪进行点云数据的采集以及后期数据处理方案的研究,表明三维激光扫描技术方案能克服传统测量方式缺点,保证测量数据质量,提高测量工作效率,为快速获取路面断面数据提供了一种全新的、可行、高效的测量技术手段,具有广阔的应用前景。     

基于三维激光扫描与无人机倾斜摄影技术对异形建筑三维建模的融合应用

利用三维激光扫描技术以及倾斜摄影测量技术进行实景三维建模是常用的技术手段,通过2种手段获取的点云数据对空间方面的展示效果及精度存在差异,尤其在测量目标是结构复杂、材质特殊的异形建筑物时,2种技术所获取的点云数据各有优劣势,保留2种点云数据表现较好的部分,再通过多个空间同名公共点进行转换、匹配,将2种点云数据融合.以较具代表性的异形建筑物——厦门"鸟巢"建筑为例,分别利用三维激光扫描技术以及无人机倾斜摄影测量技术对其进行数据采集以及内业处理,并对2种技术的优缺性及融合后生成的三维模型精度进行分析、探讨,为应对复杂测量环境下对目标建筑物进行实景三维建模提供一种新的思路.     

无人机与三维激光扫描融合的拱桥三维重建

针对单一无人机影像在复杂拱桥建模精度和完整度方面的不足,提出一种将三维激光扫描数据与无人机航空影像融合的拱桥精细化建模方法。首先以无人机低空区域环绕航摄及近景摄影获取拱桥主体及细部高质量纹理数据;然后通过增加连接影像将无人机主体及细部影像数据融合并生成高精度拱桥主体上部点云数据;最后将三维激光扫描仪采集所得拱桥桥体下部多站点云数据经坐标转换、配准实现与拱桥上部高精度点云融合从而生成拱桥完整的精细化实景三维模型。通过与单一无人机影像建模结果进行精度对比分析和纹理完整性评价以此验证本文建模方法的有效性。结果表明：该方法可重建几何精度高、完整性好、纹理真实的拱桥实景三维模型,并为类似底部脱空建筑的数据采集方法提供参考,具有较好的工程应用价值。     

地面三维激光扫描技术在汽车试验场路面采样测量中的应用研究

结合应用实例利用地面三维激光扫描技术进行汽车试验场路面采样,生成高精度、高密度的断面线,通过运用三维激光扫描仪进行点云数据的采集以及后期数据处理方案的研究,表明三维激光扫描技术方案能克服传统测量方式缺点,保证测量数据质量,提高测量工作效率,为快速获取路面断面数据提供了一种全新的、可行、高效的测量技术手段,具有广阔的应用前景。     

汽车道路路面谱采集典型道路选择方法

文章在江苏省道路基本情况调查和分析基础之上,对于影响路面平整度的主要因素进行分析归纳总结.采用德尔菲法道路对车辆行驶质量的影响程度进行调查分析,利用模糊聚类和层次划分的方法对路面平整度进行划分,从而建立铺装类型、技术等级、道路使用年份与路面平整度之间的定量关系;同时结合道路的平整度分布情况和样本路段选取的原则,以定性和定量相结合的方法抽取合适的样本路段;通过均匀分布随机抽样抽出典型路段,从而形成典型路段的选择方案.     

基于LiDAR的城市土地集约利用评价方法研究

城市土地集约利用水平反映了城市土地利用的强度和效率,是城市三维空间布局的藐视指标,关系着如何规划城市土地的用途.LiDAR数据是数字地形模型和三维城市模型的主要数据源.研究提出了基于LiDAR数据自动进行城市土地集约评价的三阶段框架.首先对LiDAR数据进行分类,获取植被、建筑物等信息;接着产生100 m×100 m的评价网格,计算每个网格的三维房地指数和植地指数,进而生成城市土地集约利用评价专题图;最后以Optech获取的江苏徐州的LiDAR数据为例展示评价的效果.