多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档，在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题，本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备，利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑，通过ICP算法完成点云精细匹配，实现多源点云数据融合建模；对比单一建模方法模型，从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明，融合建模模型纹理清晰，几何结构完整，模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值，接近三维激光扫描模型。     

三维激光扫描技术用于老旧小区改造中二维信息提取与平面制图

在老旧小区改造过程中，需要对小区建筑的外部、内部结构面等信息数据进行提取。针对传统测绘方法工作量大、成本高、周期长等问题，本文以云南省红河州某海关住宿楼老旧小区改造项目为例，基于三维激光扫描技术获取的点云数据，对建筑物的外立面、楼梯内部结构和楼顶面进行了扫描。基于Leica Cyclone软件进行了点云数据配准、滤波去噪、数据分层管理等试验研究，整合点云数据后采用CAD软件绘制了该老旧建筑的外立面、剖面和平面的图，并使用全站仪、测距仪等传统测量手段对本次扫描成果的测量精度和准确性进行了检查评价，二维制图的平均精度可以达到1.54 cm。试验结果表明，三维激光扫描技术可以得到现场的三维点云数据，通过高密度、高精度、高质量的点云数据可完整地记录现场所有数据形态，其对于后续老旧小区改造项目的数据获取及成图拥有完整的解决方案。     

空地融合的建筑物室内外一体化点云构建技术

室内外一体化的建筑物模型是智慧城市管理的基础数据,倾斜摄影和地面三维激光扫描是当下两种主要的建筑物模型数据获取方式。针对单一数据采集方式受诸多因素制约,难以获取完整建筑物室内外三维数据的难题,本文提出了倾斜密集匹配点云与地面激光扫描点云融合的技术路线,利用地面激光扫描获取建筑物立面与室内点云,利用倾斜摄影获取建筑物顶部点云,并将两者结合构建室内外一体化的完整建筑物点云;以高密泥塑展馆为研究对象,验证了该技术路线的可行性及融合精度,可为类似项目提供参考。     

基于三维激光扫描的城市微改造设计

微改造作为城市更新和发展的一种新兴手段,可有效改善城市面貌,提升城市品质,已成为当下一个研究热点。传统的微改造手段具有一定的盲目性,而无整体把控及前端设计,针对上述问题,本文提出了基于三维激光扫描的城市微改造设计研究,即通过三维激光扫描的手段,将老旧建筑以激光点云的方式实现了三维模型可视化,并基于此三维模型进行三维外立面生产、微改造设计,最终使老旧建筑重新焕发生命力。     

三维激光扫描与倾斜摄影测量的高陡崖三维建模

针对三维激光扫描仪在数据采集过程中,受到多重因素的限制,难以完整的获取物体表面三维数据的难题,该文采用融合多种数据源的方法来获取地物表面完整的三维数据。该文结合三维激光扫描技术和无人机倾斜摄影测量技术对大理苍山石门关世界地质公园的高陡崖进行三维数据采集。以地面三维激光点云数据为基础,融合无人机倾斜摄影测量点云数据,得到研究区域完整的三维点云,对融合后的多点云进行编辑处理、重建得到高陡崖完整的三维模型。文中对多点云融合建模("点云+点云"融合建模)及单一点云建模后模型融合("模型+模型"融合建模)进行模型比较分析,得出这两种方法所建三维模型基本一致,并总结了两种建模方法的优势和不足。这两种技术及方法的结合不仅解决了高陡崖数据采集的难题还为类似的工程提供参考。     

三维激光扫描与倾斜摄影测量的滑坡隐患点三维建模

基于无人机倾斜摄影测量技术和地面三维激光扫描技术相融合的空地一体数据采集处理技术获取地表滑坡体的三维数据。结合北京市延庆区京礼高速一处典型的滑坡隐患点,通过对地面三维激光点云数据和无人机倾斜摄影测量点云数据进行矢量化融合处理,生成滑坡体的DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射模型)以及三维实景模型,可为地质灾害体三维建模提供参考。     

地面三维激光扫描点云质量评价技术研究与展望

介绍了地面三维激光扫描误差来源和系统误差自检校方法,构建了测距测角引起的点位误差和光斑影响下的点位误差模型。阐述了利用点云误差椭球和误差熵评价点云精度方法和工程应用效果,给出了点云配准、点云简化、点云产品质量评价方法和研究进展,对地面三维激光扫描点云质量评价发展趋势进行了展望。     

基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法

针对利用正射影像绘制地形图时远地地物遮挡近地地物的问题,研究基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法。将无人机倾斜影像通过空三加密、点云数据匹配、三维TIN构建与纹理映射建立实景三维模型,并绘制地形图。实例证明,通过该方法绘制的地形图平面方向中误差为0.070m,高程方向中误差为0.066m,点位中误差为0.096m,此精度满足大比例尺地形图的绘制要求,应用优势明显。     

基于三维激光扫描和无人机倾斜摄影在历史建筑测绘中的应用

无人机倾斜摄影与三维激光扫描技术已经成为测绘新科技的重要组成部分。本研究基于三维激光扫描和无人机倾斜摄影技术对历史建筑进行全方位扫描,达到对历史建筑进行数字化保护的目的。通过外业扫描和内业处理,得到完整的历史建筑模型,并且分析模型的几何精度,对推动三维激光扫描和无人机倾斜摄影技术的广泛应用具有重要意义。     

三维激光扫描技术在特殊结构测量中的应用

三维激光扫描技术可以根据所需的采样间隔快速、自动、准确地获取目标对象的点云数据。对于倾斜埋设的柱形墩桩,客户很难利用常规测量方法测得其地面或者水面以下任意深度处中心点坐标,三维激光扫描技术可以根据获取的外面部分的点云数据进行建模分析,得到所需的测量成果。本文以某栈桥扫描点云数据为例,探讨点云数据进行建模分析的方法,以得到最终测量结果,为构筑物下二次施工提供提供数据支持。     

三维激光扫描仪在建筑物精细重建中的应用

数字城市建设的不断推进和三维数据采集技术的发展,对城市中重点地区建筑模型的精细程度提出了更高的要求。目前在大规模城市三维建模中,地面激光扫描与倾斜摄影测量联合建模的方法因其建模效率高被广泛应用。但其模型精细程度不能满足重点地区建筑物建模精细度的要求,因此采用多源点云融合进行小区域高精度的三维建模。融合建模虽然模型精细度较高,但前期点云数据处理工作量较大,影响建模效率。本文提出一种建筑物精细建模的方法,并通过实际数据进行验证对比。结果表明,该方法在实现建筑物精细建模的同时,提高了密集点云的自动化处理程度和建模效率。     

无人机近景摄影支持下的老旧小区改造

无人机摄影测量广泛应用于城市服务、工程测量、应急救灾、公共安全、林业保护等方面。本文结合实际工程经验,对多旋翼无人机近景摄影生成的三维模型进行研究,探索了一套应用于老旧小区改造的平面图、立面图制作方法,利用人工实测和三维激光扫描技术,验证了基于无人机近景摄影生成的平面图、立面图的精度和质量,为后续老旧小区改造项目的基础数据获取提供新的思路。     

多源数据融合构建精细三维模型的关键技术

通过分析单一测绘数据在构建实景三维模型中的各种弊端,引入机载LiDAR点云、正射影像与倾斜摄影测量等多源数据融合构建精细三维模型关键技术的探讨.借助某地房地一体项目,对多源数据融合技术进行了实测与精度评定.结果表明融合后的三维模型结构纹理更清晰、完整,地物检查点高程中误差得到了极大的提高,完全满足1:500大比例尺测图项目的规范要求,该融合技术为同类项目的设计与实施提供了参考.     

三维激光扫描技术在建筑立面数字化采集和立面绘制方向应用的可行性研究

利用三维激光扫描技术可对建筑立面进行数据采集,通过对采集的三维点云数据进行拼接、去噪、提取等操作可得到完整的建筑立面点云数据。本文利用三维激光扫描仪快速获取了建筑立面数据,得到高精度的三维点云,将三维点云数据导入CAD中进行绘制,可以将建筑立面各个附属物件的位置、尺寸勾画清楚,保证立面图的准确性和可用性。     

融合倾斜摄影和点云的公路沿线精细化三维重建方法

融合倾斜摄影影像与激光雷达点云数据,通过迭代最邻近点配准法和人工配准相结合的方法进行匹配融合,得到高精度的点云模型,构建了京雄高速公路两侧500 m范围真实三维场景模型,并在全长27.37 km的道路中线两侧100 m范围进行1∶1 000 DEM和DOM数据制作。实测数据检查对比结果表明,真三维模型的平面和高程精度分别优于0.15 m和0.1 m,满足了京雄高速公路规划设计的精度要求。     

基于无人机倾斜摄影和激光扫描的离岸海岛高精度实景三维重建

本文面向离岸海岛实景三维需求与技术挑战,以珠海市庙湾岛为观测对象,采用无人机倾斜摄影与激光扫描的方式进行离岸海岛的实景三维数据获取。详细介绍了无人机任务规划、地面控制与实景三维数据处理工作,以及基于无参数布料模拟滤波的DEM生成,最终通过检查点验证了数据的绝对精度。结果表明,获取的正射、倾斜影像总中误差分别为14.72、6.60 cm;点云、DSM、DEM高程中误差分别为3.10、6.20、7.11 cm,满足离岸海岛实景三维展示与调查管理的需求。     

利用误差熵评价光斑中点云不确定性

三维激光扫描点位精度受光斑影响较大,激光点在光斑中呈现了不确定性,该不确定性的准确描述关系到激光点位精度的评价。将误差熵模型引入到点位不确定性的评价中,利用激光点位在光斑中不确定性的概率密度函数,推导了激光点位信息熵,并依据误差熵与信息熵的关系得到了激光点位的误差熵。通过分析误差熵与光斑面积的关系,得到点云光斑平均误差熵,实现了将平均误差熵引入到点云不确定性的评价中。通过设置不同扫描间隔得到的点云数据,分析了平均熵模型进行基于光斑影响下的点云精度评价的可行性,最终实现了对光斑中点云不确定性的准确评价。     

地下空间激光扫描点云精度对比分析

利用4种激光扫描设备对地下空间扫描,针对获得的点云数据,用全站仪测量研究区内特征点三维坐标,统一点云空间参考;并从点云数据中获取特征点坐标,与测量的三维坐标对比分析。结果显示：推扫式激光扫描设备比架站式精度略低,最弱方向中误差为0.128 m,而架站式为0.039 m;用推扫式激光扫描设备对地下空间进行测量,能满足1∶500数字线划图的测量精度要求。     

无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法

地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanner,TLS)能够快速地获取高大建筑物侧面点云数据,但较难获取其顶部点云数据。无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)通过搭载五镜头倾斜摄影相机,能在短时间内获取高大建筑物的顶部影像,并基于摄影测量原理生成建筑物顶部的三维点云。文中针对高大建筑物的三维建模,首先通过UAV影像构建三维点云信息,然后将UVA影像点云与TLS点云数据进行配准后构建其三维模型。以云南师范大学呈贡校区武之楼为例,分别采用单一源的两种数据进行三维建模,并与两种配准后的数据进行三维建模作比较,实例结果表明,配准后的数据建模更完整,效果更好,能更完整地表现出建筑物的信息。     

点云数据与BIM技术对既有建筑改造的应用

随着时间的变化,现存的大量既有建筑中有相当一部分原有存档信息不能准确反映其真实情况.将利用三维激光扫描技术收集的具有高时效性的点云数据作为逆向工程的基础,通过采集现场实景照片、分析真实情况、参考原有图纸,在Revit软件中对点云数据进行逆向拟合,并赋予属性信息,将既有建筑以BIM模型的形式重现;对其进行精度分析,以验证模型的准确性.在满足分类统计工程量的基础上,结合BIM模型三维可视化的优势,将改造设计工作在模型中进行仿真模拟,以验证其可行性,并对以BIM技术为中心的逆向工程在既有建筑改造中的应用进行研究.