基于对象的高精度DEM数据管理方法研究

DEM数据是智慧城市建设和管理所需的重要基础数据之一,本文以上海市高精度DEM数据为例,研究了一种基于对象的高精度DEM数据管理方法,可实现多源多精度DEM数据融合管理,解决了特大型城市海量DEM数据管理和应用中存在的精细程度不足、管理效率不高、更新维护不便等方面的不足问题,满足了上海智慧城市建设中规划、土地、水务和气象等多个管理领域的应用需求.     

激光扫描与无人机一体化控制下的复杂体育场馆高精度三维重建

针对复杂体育场馆外部精细建模在完整性和精度方面存在的问题，本文提出了地面控制、地面激光扫描、无人机建模控制一体化的高精度建模方法。首先应用特制标志建立区域内控制、扫描、无人机高精度一体化坐标系统；其次对地面多站激光扫描点云结合控制坐标进行区域整体平差配准，生成一体化坐标系统下高精度地面点云模型；然后应用无人机数据和控制点生成一体化坐标下的高精度顶部数据；最后融合两种数据生成对象完整高精度精细模型。试验证明，整体平差解算方法可实现多站点云的高精度配准，一体化控制可实现非同源异质数据高精度融合，解决了复杂建筑对象的高精度建模问题，具有很大的实用价值。     

基于深度置信网络的多源DEM点面融合模型

融合多源数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据能有效利用数据间的互补优势,提升单一源数据的质量。提出一种基于深度置信网络(deep belief networks, DBN)的点面融合模型,在DBN的框架下考虑地形坡度、地表覆盖和空间位置信息等因素对DEM高程误差空间分布的影响,建立DEM高程值与高精度激光雷达测高数据之间的回归关系,从而实现多源栅格DEM与激光雷达测高点数据的空间融合,提升栅格DEM的垂直精度。对于空洞数据,根据空洞和非空洞区域的范围建立相应的输入数据集,分别进行融合,再利用不规则三角网差分曲面方法实现融合结果的无缝拼接。实验结果表明,相比原始DEM数据和两两融合的结果,所提出的多源DEM点面融合模型能够大幅度提升数据精度,有效解决原始数据中存在的空洞、噪声和异常值等问题。     

车载激光扫描的三维信息融合技术

本文针对具体应用领域,分析了传统三维量测手段的不足,提出了将激光扫描技术和定位定姿技术运用于车载平台获取三维信息的技术途径;概述了车载激光扫描的系统架构和工作原理,详细分析了激光点云与GPS数据、IMU数据及数字图像的多源信息融合算法;并对实验结果进行了分析。结果表明:该方法具有高效率、高精度、无需控制点、全自动化等技术优势,在数字城市建设、应急救灾等领域具有广阔的应用前景。     

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。     

车载激光扫描在城市大型立交桥三维建模中的应用

城市大型立交桥的三维可视化是数字化城市建设的重要课题,为解决常规三维建模过程中存在的制作周期长、工作量大以及多层立交桥存在遮挡导致数据缺失等诸多问题,结合车载激光扫描系统的特点及优势,本文提出采用车载激光扫描进行城市大型立交桥三维建模技术实现方法,得到了一套可行的数据采集工艺和三维建模技术实现方案。以北京西三环南路丽泽桥三维建模为例,进行了立交桥车载扫描外业点云数据采集、内业数据处理、三维边线提取、立交桥三维建模,从而证明车载激光扫描系统用于建立高精度城市立交桥三维模型的可行性。     

融合激光扫描和多视图影像的模型重建技术

针对在复杂的扫描环境下,三维激光扫描点云数据容易缺失、噪点多,点云预处理难度大且效果不理想,进而影响后期模型重建精度和效率的问题,该文对融合三维激光扫描和多视图影像重建两种技术进行了研究,提出了一种全新的快速精细化模型重建方法。结合某工程实例,基于分块建模的思想,运用该方法完成了数字三维模型的重建工作。实验结果表明,该方法可以建立高精度的三维模型,并在很大程度上提高了建模的效率。     

采用小波分析的SRTM DEM与ASTER DEM数据融合

为了利用航天飞机雷达地形测绘任务数字高程模型(SRTM DEM)与先进星载热反射和反辐射仪数字高程模型(ASTER DEM)的互补信息,提出基于小波分析的多源DEM数据融合方法,以我国秦岭典型高山峡谷地貌类型区为试验样区,选取相同位置的SRTM DEM与ASTER DEM数据,通过重采样、数据配准等步骤形成融合数据源;对小波分解的低频系数作基于邻域像素关联性的融合,高频系数采用像素点绝对值取大的融合,生成融合DEM。并把融合前与融合后的数据分别与1∶5万高程库数据作精度比较,总体统计与抽样检查表明融合DEM精度较源数据均得到了提高。该融合技术为应用SRTM DEM与ASTER DEM生成精度和可靠性更高的DEM产品提供了可行方案。     

三维激光扫描技术在城市地下空间的应用研究

三维激光扫描技术能通过高速激光扫描测量的方法,获取被测物体表面高精度的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速实现物体的三维建模。为验证三维激光扫描技术在城市地下空间应用的可行性,以嘉善县地下空间为例,研究了该技术在地下空间建模中的应用,并利用嘉善县三维框架展示平台实现了对地下空间数据的有效管理。经验证三维激光扫描技术具有数据采集速度快、精度高等特点,提高了三维建模的效率。     

基于MicrostationV8的点云数据处理

通过研究基于MicrostationV8的点云数据进行处理,生成高精度的DEM数据,广泛应用于三维建模、城市规范等多方面。     

路域DEM数据变化区域标定方法的探讨

针对道路建设引起的路域DEM数据变化范围的标定问题,该文探讨了基于多源数据的标定方法。该方法首先提取设计成果的外边界作为核心变化区,再根据该区域100m范围内道路建设前后的遥感影像提取出植被发生明显变化的区域作为野外调查和建模处理的区域,并对该区域内融合构建的DEM数据和原有带状地形图构建的DEM数据进行差异分析,求出最终的DEM数据变化区。以杭瑞高速毕都(毕节至都格)段为例开展的实验研究表明,该文提出的方法可以精确地标定因道路建设引起路域DEM数据的变化区域,可直接用于DEM数据增量的采编与更新操作。     

三维激光扫描技术在人体三维建模中的应用研究

三维激光扫描技术具有快速、细致和高精度的特点,将它应用于人体三维建模中,可以减轻作业人员的作业强度,建立高精度的人体三维模型。本文介绍了RIEGL VZ-1000三维激光扫描仪特性,分析了该技术在人体三维建模中的控制网布设方法,数据采集中的扫描参数设置,运用Geomagic Studio软件点云数据建模方法,提出了基于三维激光扫描技术人体三维建模的作业流程,并通过实例验证了三维激光扫描技术在人体三维建模中的可行性。     

基于多源激光点云数据的大型互通式立交桥及道路实景建模

大型立交桥的三维实景模型是数字城市建设的重要内容之一，可以为桥下空间梳理提供所需的实景三维参考数据。本文从实际生产应用的角度出发，针对三维模型生产周期长、点云采集工作量大且易存在数据“空洞”等问题，研究了基于多源三维激光点云数据进行大型互通式立交桥三维建模的方法，并得出了可行的数据采集和三维建模方案。以天宁寺桥为试验对象，利用车载、背包以及手持三维激光扫描系统采集高精度、高密度的三维点云数据，同时利用EPS实现半自动化立交桥结构线采集，参考点云数据基于3D Max平台实现对立交桥、河道及附属设施的三维建模，证明了利用多源点云数据进行大型互通式立交桥建模的可行性和有效性。     

浅谈车载LiDAR技术在城市道路测量中的应用

为了加快现代"智慧城市"的信息化建设和发展,三维激光扫描技术的应用已成为城市空间地理信息建设必不可少的技术手段.车载LiDAR测量系统是以车辆作为载体利用激光扫描、GNSS定位、CCD相机以及惯导装置等技术的相互融合,能够快速采集被测地物表面的三维坐标数据信息,让城市空间信息和物体三维建模技术得到了快速的发展,为城市三维空间数据库的建设提供了高效的技术手段.与传统的测量模式相比,具有作业灵活、范围广、高精度、高分辨率、高效率的优点,已被越来越多的测绘科研机构和测绘生产部门所认可和应用.     

一种优化高精度曲面建模的DEM构建方法

针对当前高精度曲面建模方法在基于高程散点构建DEM过程中存在形态失真的问题,提出一种顾及地表形态变化特征的模型优化方法。通过局部计算区域的坐标系旋转,重新构建了计算格网点周围点的高程之间的约束方程关系。该研究采用理论数学曲面和实地高程采样数据进行精度验证实验,结果表明,基于优化后的高精度曲面建模方法构建的DEM在平均绝对值误差、误差最大值、均方根误差等误差指标上相对反距离加权、普通克里格和样条插值等经典插值方法均有明显改善。此外通过山体阴影等方式进行比较分析,表明优化后的方法构建的DEM具有更高的形态精度。     

结合多源数据的路域精细DEM建模方法

探讨了道路施工造成的路域DEM变化区域的精细DEM建模方法。该方法首先把二维道路设计成果处理成三维的特征线要素,构建初始TIN;其次应用统计分析的方法内插求出实测点云中各点在初始TIN上的高程和实测高程之间的差异进行统计分析,验证并修改失真的三维特征线要素;然后与选取的少量地面观测点云构建变化区域的DEM,最终实现了路域变化区域精细DEM的构建方法。以杭瑞高速毕都（毕节至都格）段的道路设计成果和局部三维激光扫描数据为例开展了试验研究,研究表明该方法建立的路域DEM精度高、成本低、观测方式灵活,可广泛推广应用。     

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...     

基于ADS40技术的蜂窝式电话网站规划3DCM构建

基于ADS40数字航空摄影测量技术构建大范围、高精度三维城市模型(3DCM),并以广州移动蜂窝式电话网站高精度布点规划为背景,重点探讨ADS40数据处理、建筑物测高、DEM生成及更新等关键技术.其在自动化程度及建模方面成效较好,可为同类型大范围、高精度城市三维建模项目提供参考.     

融合多源测量数据的钟乳石三维建模方法

在岩溶洞穴的旅游开发中，传统的地形图无法描述洞穴内部的钟乳石等细节，难以满足溶洞开发中的规划、设计及施工要求。本文以某中型溶洞的三维重建项目为例，提出了一种以三维激光扫描数据为主、多基线近景摄影测量数据为辅的多源数据融合的钟乳石三维重建方法。首先，完成了多源数据的融合配准，其次，对配准后的数据进行了模型重建并利用多种不同方法进行空洞区域修复对比试验。试验结果表明，该数据融合方法有效补充了三维激光扫描数据在空间狭小区域的盲区，提高了三维模型的精细程度，对岩溶洞穴的开发、保护、三维重建与可视化等有一定的参考意义。     

基于 Lidar 数据和倾斜摄影的城市三维模型构建

针对传统建模方式建模效率低、模型纹理不够丰富真实等缺点,阐述一种以机载Lidar技术来获取地面点高精度的三维坐标、用倾斜摄影测量为三维建模提供纹理的一种新兴的三维建模方式。实验表明,该建模方式不仅工作效率高、真实反应城市空间布局,而且定位精度高、具备可量测分析功能等,同时提供DOM,DEM,点云数据,倾斜影像等数据。