免棱镜全站仪和AutoCAD在桥墩围堰定位中的应用

在桥墩围堰定位测量中,考虑到在水面无法架设反光镜,结合工程实例,探讨了将免棱镜全站仪与AutoCAD绘图软件相结合用于桥墩围堰施工测量的方法。首先利用免棱镜全站仪直接测量出桥墩外沿的坐标,然后根据外沿坐标在AutoCAD中定出桥墩中心,再通过作图得到围堰坐标,从而精确确定围堰的位置。实际应用表明,该方法既满足精度要求,又快捷方便,应用效果良好。     

基于徕卡TS30全站仪的桥墩平面位移监测应用研究

以中石化投建的日照—濮阳—洛阳原油管道下穿郑焦城际高铁项目为例,阐述了在邻近高铁桥墩基坑开挖施工中,利用徕卡TS30高精度全站仪进行桥墩平面位移监测的应用.测量施工方案为现场自由架站,以4个已知控制点进行后方交会设站定向,且仪器架站距监测点的距离约为60 m,然后采用按监测点编号顺序观测的方式对桥墩进行监测测量.按照该方法,利用徕卡TS30高精度全站仪对相关高铁桥墩进行观测,能快速、准确监测高铁桥墩平面位移变化的数据信息.     

带缓和曲线的特大桥坐标计算及放样方法

介绍一种带缓和曲线的特大桥桥墩在测量坐标系下的坐标计算及桥墩放样方法，以及Leica全站仪在桥梁施工放样中的应用。     

三维激光扫描在通信塔垂直度检测中的应用

塔体垂直度是检测通信塔结构安全性的重要指标。传统的单点测量技术较难快速有效地满足通信塔整体垂直度检测要求,三维激光扫描技术具有高速度、高密度、高精度等优势,本文提出利用三维激光扫描技术检测通信塔垂直度。该方法基于塔体模型点云数据求解通信塔各层点云切片的重心,通过计算各层点云切片重心与底层点云切片重心的偏移量来确定塔体垂直度。与全站仪观测法比较,结果表明三维激光扫描技术能达到塔体垂直度检测规范要求,具有一定的应用价值。     

基于点云投影线探测的高墩位姿自动检测方法

针对目前超高桥墩垂直度检测方法存在危险系数较高、精度难以保证或自动化程度与工作效率较低的情况,本文提出一种基于三维激光扫描技术的点云数据超高桥墩位姿自动检测方法。该方法首先将海量墩面点云双向分层;然后依条件选择分层文件探测点云投影线并划分桥墩面缓冲区;最后根据缓冲区自动提取墩面点云并进行位姿检测。本文以某山区高速桥梁高墩位姿检测为例进行试验,试验结果,表明该方法具有无接触测量、高自动化、高工作效率及检测范围全面的优势。     

全站仪中的新技术在高层建筑垂直度监测中的应用

本文将全站仪中的新技术运用到垂直度监测中，提出了一种新的高大建筑物垂直度监测方法，并分析了其监测精度。理论和实际工程监测结果表明：该方法具有测量原理简单明了、精度高、可操作性强和灵活、方便、实用的特点，可以在高层建筑物的垂直度监测中推广应用。     

高层建筑垂直度检测方法的探讨

使用激光垂准仪与精密全站仪相结合的方法对某大楼进行垂直度检测,通过检测实践,充分证明该方法具有适应性强、作业简便、检测精度高且成果可靠的优点。同时使用GPS对大楼的垂直度受外部载荷的影响进行检测,得出一些有益结论。     

基于三维激光扫描技术的路灯垂直度测量

三维激光扫描技术具有高效率、高精度的优势,可快速高效地测定物体表面三维空间坐标,已在多个行业测量中得到应用。目前,路灯垂直度多采用角度测量或坐标测量,采集少量特征点,效率较低并且缺乏整体形态数据。但路灯整体形态对垂直度有着重要作用。本文针对路灯位置特征,实现目标自动分割,基于路灯结构特征进行多截面特征提取,使用RANSAC算法拟合其截面图形,进而实现了路灯轴线提取和垂直度测量;最后以Z+F5010C三维激光扫描仪对某测区共计120根路灯进行数据采集,应用本文算法与全站仪实测数据进行对比,验证了本文算法的可行性和实用性,实现了路灯垂直度整体评价。     

大跨径高桥墩垂直度观测方法和精度分析

介绍了高桥墩的垂直度观测方法和精度分析,推导出一系列实用公式,观测方法简单,结果精确可靠。利用这种方法能快速有效地判断出桥墩的倾斜量,及时采取相应调整措施,以保证桥墩的垂直性。     

用垂准仪进行高层建筑物的垂直度检测

针对高楼林立的城区难以精确检测高层建筑物垂直度的特点，采用垂准仪与电子全站仪相结合进行垂直度检测，对检测精度进行了系统的分析，并以某高楼的垂直度实际检测进行了验证，充分说明该方法适应性强，作业简便，检测精度高且成果可靠。     

高速公路高墩桥梁垂直度无接触快速检测方法与精度分析

针对公路高墩桥梁立柱垂直度检测问题，提出了采用全站仪自由设站无接触测量方法。该方法能够快速采集桥梁垂直度观测数据，并采用稳健最小二乘法计算桥梁垂直度参数，提高了计算结果的精度和可靠性。工程实际应用案例表明，与传统方法相比，本文方法速度快，检测精度高，可靠性好，为快速解决高墩桥梁垂直度检测提供了新的思路和方法。     

利用三维激光扫描技术检测建筑物平整度及垂直度

利用地面三维激光扫描仪对某建筑物进行全自动高精度立体扫描，获得目标建筑物表面的三维空间点云信息，经过研究分析提出了一种根据点云提取建筑物中心轴线的方法，采用随机采样一致性算法（RANSAC）拟合直线，并采用整体最小二乘算法拟合平面。通过分析拟合平面及拟合直线的几何特征来检测建筑物的平整度和垂直度，实测数据分析结果表明，三维激光扫描技术在建筑物立面平整度及垂直度检测中具有较高的可行性和适用性。     

利用地面三维激光扫描进行桥梁挠度变形分析

针对常规桥梁挠度变形分析方法仅能获取有限数量离散监测点的几何变形,且存在自动化程度低、效率低、局限性大的问题,本文提出了一种基于点云数据的桥梁挠度变形分析方法。首先通过地面三维激光扫描仪获取桥梁变形体上的点云数据,经过精确配准,获取可靠点云数据。然后利用滑动窗口法得到桥梁线形,并通过两期线形叠差分析得到桥梁挠度变化。最后以跨度40 m+65 m+40 m的连续钢构桥实体工程为试验对象,利用本文方法发现该桥梁存在最小值为8 mm、跨中最大值为17.5 mm、平均值为14.9 mm的挠度变形。结果表明,该方法理论严密、计算效率高、简单实用。研究结果对三维激光扫描技术在变形监测领域的深度应用有重要借鉴意义。     

一种基于最小广义方差估计的TLS点云抗差法向量求解方法

针对地面激光扫描点云中的粗差与不均匀采样对法向量计算的影响,基于最小广义方差估计与局部平面拟合原理提出了一种抗差法向量求解方法。首先通过快速近似最近邻居搜索算法得到最近k邻居点集,然后由确定型最小广义方差估计方法和多元马氏距离得到邻居点集协方差矩阵的抗差估计,最后根据主成分分析法（principal component analysis,PCA）计算得到抗差法向量。通过构造的模拟地面激光扫描（terrestrial laser scanning,TLS）点云数据将提出的方法分别与基于PCA、鲁棒PCA和随机抽样一致的法向量求解方法进行实验比较。结果表明,所提方法的抗差性能优异,且并行优化改进后可以满足大规模TLS点云的计算需求。将该方法应用于实际野外地形TLS点云数据,由求解的抗差法向量重建的泊松表面更符合实际地形,表明了该方法在实际应用中的有效性。     

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。     

基于三维激光扫描数据的地铁隧道断面测量

地铁主体施工完毕后为了对线路进行调线调坡,需要对地铁隧道进行断面测量,三维激光扫描与常规测量方法相比具有非接触式测量,可高密度采集空间三维点云数据等特点,为地铁断面测量提供了新的途径。本文基于Leica Scanstation 2扫描仪分析了三维激光扫描点云数据采集步骤和数据处理流程,阐述了基于点云数据的地铁断面测量方法,分析了三维激光扫描技术在隧道断面测量中应用的可行性。研究结果表明,这种高密度、高精度的隧道断面能够满足地铁调线调坡等方面的技术要求。     

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。     

Determining the Deformation Monitorable Indicator of Point Cloud Using Error Ellipsoid

As the development of the terrestrial laser scanning (TLS) technique, deformation monitoring using TLS has attracted increasing attention in the field. To distinguish the deformation from the error of TLS point cloud and evaluate the deformation monitorable capacity of the point cloud, a deformation monitorable indicator (DMI) should be determined. In this paper, a new method for determining the DMI of point cloud is proposed. The kernel procedure of the method is the establishment of point error ellipsoid and point cloud error ellipsoid and is described firstly in the paper. Then the computation of the actual point error ellipsoid is derived considering the intersection between the neighboring error ellipsoids. The determination of DMI comes in the next by calculating the point position error of the deformation orientation based on the actual point error ellipsoid. Furthermore, the performance of proposed approach is illustrated with validation experiments of planar board displacement where deformations with different sampling intervals, different scanning distances and different incidence angles were simulated. From the analysis of the experiments, the results show the validation of the feasibility of determining the DMI by the proposed method. This technique was also applied to a monitoring event of bridge pylon, and the results confirm the feasibility of the DMI in a real case, as well.     

A Hybrid Spatial Index for Massive Point Cloud Data Management and Visualization

With the wide use of laser scanning technology, point cloud data collected from airborne sensors and terrestrial sensors are often integrated to depict a complete scenario from the top and ground views, even though points from different platforms and sensors have quite different densities. These massive point clouds with various structures create many problems for both data management and visualization. In this article, a hybrid spatial index method is proposed and implemented to manage and visualize integrated point cloud data from airborne and terrestrial scanners. This hybrid spatial index structure combines an extended quad‐tree model at the global level to manage large area airborne sensor data, with a 3‐D R‐tree to organize high density local area terrestrial point clouds. These massive point clouds from different platforms have diverse densities, but this hybrid spatial index system has the capability to organize the data adaptively and query efficiently, satisfying the requirements for fast visualization. Experiments using point cloud data collected from the Dunhuang area were conducted to evaluate the efficiency of our proposed method.