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。     

倾斜摄影结合激光扫描建筑测量应用研究

三维激光扫描技术能够对城市既有老旧建筑的内外面信息进行高效采集,但在建筑顶部以及围墙遮挡区域普遍会存在点云缺漏现象。为提高建筑点云数据完整度,本文以某厂房建筑改造建设项目为实验对象,采用无人机倾斜摄影测量技术进行老旧建筑外立面信息采集,与三维激光扫描点云进行叠加,利用控制标靶进行点云融合转换处理,从而获取城市既有老旧建筑的内外面完整数据信息,利用省连续运行参考站（CORS）系统进行检核,三维激光点云成果最大点位误差为0.029 m,倾斜摄影模型最大点位误差为0.043 m,融合后数据精度及完整性均有较大提升,以较为完整的厂房内外立面高精度模型数据,为后续设计改造提供基础支撑,同时为数字城市建设提供基础三维数据。     

三维激光点云和无人机倾斜模型的融合应用

在对建筑物进行三维实景数据采集时,地面三维激光扫描和无人机倾斜摄影测量是常用的技术手段,通过两种手段获取的数据类型不同,对空间的展示效果及精度也存在差异,特别是在获取建筑物顶部和近地部分的数据各有优劣势,将无人机获取的建筑物顶部数据和地面三维激光扫描获取的近地部分数据进行处理,通过空间多个同名公共点进行转换、匹配,将点云和模型两种数据融合。本文以一个古城门为例进行数据采集,介绍了外业测量和内业处理的方法,并对融合精度进行了分析、探讨。     

融合激光点云的城市级高精度建模技术北大核心CSCD

实景三维建模目前存在因影像缺失导致的部分地物模型变形、拉花及建筑物底部纹理模糊的问题。针对倾斜摄影测量和车载激光点云两种数据源在构建高质量、高精度的城市级三维模型中存在的不足与缺陷,本文提出了利用TerraSolid软件将两者所获取的点云进行融合而后建模的主要技术流程和方法。结果表明,激光点云弥补了倾斜摄影测量盲区的几何结构,使三维模型地面更平整光滑,建筑物底部棱角、线条更加锐利清晰;将车载激光点云与倾斜摄影测量进行有机结合,可有效弥补采用单一数据源制作三维模型存在的缺陷,提高模型精细度。     

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。     

UAV航测结合三维激光扫描的古栈道测绘建模

针对古栈道遗址的精密测绘与三维建模的需求,该文采用无人机倾斜航空摄影测量的方法获取山崖航摄影像并生成点云,采用地面三维激光扫描的方法获取栈孔数据并生成点云,将两种点云数据利用最近点迭代算法相融合,获得融合点云并生成三角网模型,附上纹理贴图,便得到了遗址现状的三维数字模型,并利用该模型完成了虚拟复原。本次古栈道精密测绘及复原在国内尚属首次,为相关研究提供了新方法。     

基于贴近摄影测量技术的实景精细建模

近年来,随着倾斜摄影技术以及建模软件的不断成熟,实景三维建模技术取得了迅速的发展与广泛应用.但受到航摄死角、地物遮挡以及影像错误匹配等影响,通过倾斜摄影技术构建的实景模型存在局部几何结构粗糙、空洞等现象.本文主要研究基于航空摄影测量和贴近摄影测量技术采集影像,并利用实景三维建模技术将无人机影像处理得到的点云与贴近地面采集的地面影像处理后得到的点云融合进行精细化实景建模.并以山西省大同市煤炭地质公园试验数据为例,融合无人机倾斜影像数据与贴近地面影像数据,使用Context Cap-ture(原名Smart 3D)处理软件进行点云融合局部精细建模,使模型精细化程度大大提高,能够真实反映地形地貌.     

倾斜三维实景模型与BIM模型融合的室内外一体化场景构建

倾斜三维实景模型以其高空间精度、高分辨率、真纹理的优势在各行各业尤其是数字城市的建设中应用广泛;BIM技术包含丰富的建筑信息,是建筑管理功能的集大成者。本文基于倾斜摄影测量技术,采用飞马D2000无人机获取测区影像并构建三维实景模型,采用飞马SLAM100手持激光扫描仪获取目标建筑的室内点云数据,并结合BIM技术构建室内BIM模型,选用易智瑞GeoScene Pro平台,实现模型的融合及室内外一体化场景的创建、模型属性查询及管理分析应用,以期为实景三维建设的相关应用提供借鉴。     

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。     

土石方快速测算的方法研究

本文研究GPS、地面三维激光扫描和倾斜摄影测量三种快速测算土石方的方法。GPS技术采用(方格网法和DTM法)两种方法测算,地面三维激光扫描采用激光点云建模测量体积的方法,倾斜摄影测量采用无人机影像建模测算体积的方法。研究结果表明:传统土石方测量方法,外业采集效率较低,测算的精度较低。采用三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术的方法,能够快速获取现场数据,提高土石方测量效率,精度相对于传统测算方法较高,对工程的工期、投资和规划设计都有着重要的意义。     

地面与车载激光点云在地下车库测图中的融合应用

地下空间利用日益受到人们关注，地下空间测量受诸多因素的影响，如地下空间无GPS信号、遮挡物较多、传统手段效率低等问题。针对这一问题，本文提出了一种融合车载激光扫描系统和地面三维激光扫描的数据获取方案。该方案首先利用地面三维激光扫描和车载移动激光扫描的优势，采用一种多源点云数据融合技术，高效地获取了地下空间的完整点云数据；然后通过地下车库数据采集试验，验证了该方案的有效性和可靠性，为今后大范围开展地下空间测图提供技术支持。     

无人机空地一体化建模技术

基于大疆无人机Phantom 4 RTK设备,探索空地一体化建模技术。本文选择了哈尔滨地区一试验区,通过大疆Phantom 4 RTK设备进行倾斜摄影数据采集及近地面补拍的方式获取影像,利用Context Capture进行数据加工处理,基于已有像控点进行精度分析。实验表明,大疆Phantom 4 RTK设备是一种有效的倾斜摄影获取手段,可以解决近地面数据缺失情况,提高模型质量和精细度,可为实景三维模型在城市综合管理方面提供更加逼真的三维地理信息数据。     

基于地面三维激光扫描数据的快速建模

三维激光扫描技术具有速度快、精度高、自动化程度高并且不与物体直接接触等诸多优点,现已应用于古建筑保护、数字城市、工业生产、地形测绘等不同领域。本文利用地面三维激光扫描仪对校内樱花园手形建筑物进行扫描,获取该目标物的点云数据,并对获取的点云数据进行拼接、去噪处理。同时,利用点云数据处理软件Geomagic对目标物进行快速的三维模型重建并达到了预期的效果。     

LiDAR点云中快速提取建筑物的方法研究

研究了从LiDAR点云数据中快速提取建筑物的方法路线。首先通过滤波去噪从点云数据中获取数字表面模型DSM,再通过地面点数据分类获取数字地面模型DTM,将DSM与DTM相减得出对应实体主要为建筑物和植被等地物的规则化nDSM。再利用激光扫描线方向X变量值与高度函数值Z的导数值来确定LiDAR点云是否为建筑物类型,基于此理论对建筑物提取参数进行设置,从而快速提取出建筑物信息。通过实验数据论证并进行成果分析,结果表明本文方法具有较高的效率和准确率。     

融合BIM特征约束点自增长模型的室内外三维模型构建研究

针对室内外复杂场景一体化建模的精度高、难度大、效率低下等特点,本文以地面三维激光扫描技术(TSL)和建筑信息模型(BIM)重构技术为核心支撑,提出了融合BIM特征约束的点自增长模型重构方法.利用该方法以西安市五路口地铁站室内外真实场景构建为案例分析,验证了基于TSL和BIM技术融合构建高精度室内外一体化真三维场景的可行...     

地面激光扫描在室内平面地图生产中的应用

提出了一种基于地面激光点云的室内平面地图生产方法。利用地面激光扫描快速获取建筑物室内外的三维点云信息,再经过点云拼接、切片、规则化等处理,半自动地勾绘室内外墙体轮廓线和墙体中心线,然后对室内典型要素进行分类提取,最终生成与地形图坐标系相一致的室内平面地图。实例验证结果表明,室内平面地图的精度优于5 cm,可满足室内定位与导航的应用需要。     

UAV航测和TLS技术在广钢遗址测绘建模中的应用

联合应用地面三维激光扫描技术和无人机航测技术采集了广钢炼钢遗址空间数据,并进行了现状测绘与三维建模。三维激光扫描获取遗址内外高精度点云数据;无人机航测获取遗址顶部点云及周边地形DSM和DOM,将航摄DSM数据拟合到激光点云上,使得航摄DSM精度达到12.6cm,且弥补了激光点云的漏洞;采用融合的点云数据测制了平立剖测绘图,建立了三维模型。上述两种技术优势互补,形成了一种高效率、高精度、全方位的历史遗迹测量与建模的解决方案。     

基于机载激光扫描数据提取建筑物的研究现状

机载激光扫描系统是集成了GPS、惯性导航系统(INS)和扫描激光测距系统并利用飞机作为运行平台,来获取地面的三维位置,进而快速生成数字表面模型(DSM)。随着机载扫描激光测距系统的不断完善和发展,获取城市DSM数据也变得越来越快速,而且方便和经济可靠,地面激光点的密度也大大提高。目前国外激光扫描系统的激光点密度一般都达到了1～20点/m2,因此利用机载激光扫描系统获取的城市DSM提取建筑物也渐渐受到重视。利用激光扫描数据提取建筑物可以分为两大类,第一类是单纯以获取的机载激光测距数据来提取建筑物,第二类是融合激光测距数据和其他相关信息的建筑物提取,如融合航空影像、融合IKONOS高分辨率卫星影像来提取建筑物。本文对国际上利用机载激光扫描测距数据进行建筑物提取的最新研究进展进行了一些分析,同时也给出了应用我国研制的机载激光扫描数据提取建筑物的试验研究和初步结果。