基于TLS的恐龙骨骼化石风化监测研究

本文针对恐龙骨骼化石保护中化石风化状态难以监测的问题,采用地面三维激光扫描(TLS)方法获取化石表面的精细三维点云数据,通过间隔7个月前后两期三维数据对比,分析化石表面因风化作用产生的变化。选取山东诸城恐龙化石产地2处恐龙骨骼化石进行了两期数据采集并对化石表面整体及其裂缝进行分析,发现在监测周期内,监测对象整体无明显变化,局部存在斑状变化(偏差达0.7 mm),主要裂缝区域变化小于0.2 mm。实验结果表明本文采取的监测方法可以监测化石亚毫米级变化,对同类化石风化监测提供了参考。     

CLSM技术应用于化石硅藻微构造的尝试研究

首次采用激光扫描共聚焦显微系统(Confocal Laser Scanaing Microsystem)的新方法对西藏化石硅藻进行了微构造的尝试研究,通过对标本不同层面的系列扫描和三维重组立体图像的观察,揭示了采自西藏阿里地区和山南地区湖相沉积剖面的化石硅藻的微构造及形态特征,发现了某些对硅藻分类、示相特征的新标识,并在CLSM技术的应用方面获得了新的认识.     

三维激光扫描技术在施工地质编录中的应用

三维激光扫描技术在地质编录中的应用,改变了传统的“皮尺＋罗盘”的地质编录模式,使地质编录同时具有高效率、高精度和高效益的独特优势。论文对三维激光扫描技术做了简要的介绍,应用该技术与工程实践相结合,论述了三维激光扫描技术在地质编录过程中对扫描信息的解译过程与方法,对编录区域做出了岩体质量评价,证明了三维激光扫描技术的在地质编录中的实用性和有效性,充分展示了该项技术在地质应用中的光明前景。     

三维激光扫描技术及其在岩土工程中的应用

地面三维激光扫描技术是一项较新的数据收集与分析技术,它可以快速扫描目标,获得高密度,高精度的目标空间坐标,配合后处理软件,进行各种测绘、分析、仿真工作。介绍了三维激光扫描技术的原理,对目前的主要激光扫描硬件进行了比较,最后介绍了三维激光扫描技术在岩土工程应用的主要两个方面：边坡变形监测与岩石裂隙面勘察。相比常规监测和地质调查技术,三维激光扫描技术具有高精度、速度快、节省人工的优势,具有较大的应用潜力。     

三维激光扫描技术在矿山采空区测绘中的应用

三维激光扫描技术可以实现三维场景复制,而能在较短的时间内高速、精确地记录建筑物（或景象）的三维空间位置。以马坑铁矿三维激光扫描工程项目为实例,详述三维激光扫描技术在矿山地下采空区测量中的应用优势。     

三维激光扫描测量技术在古建筑维修保护中的应用

目前我国的许多古建筑维修、保护工程中缺少建筑物结构图、破坏程度评估困难等问题,因此急需一种快速而全面的建筑物测量手段。三维激光扫描技术作为一种快速、非接触、高精度的测量方法,满足古建筑维修保护中的测量要求。本文通过研究三维激光扫描测量技术在古建筑维修与保护工程中的使用案例,讨论该技术在我国古建筑维修保护中的使用方式与方法,详细介绍三维激光用于古建筑扫描中的勘查、实施、点云处理及建模中的具体步骤和注意事项。本文的介绍有助于汶川大地震后四川和我国其他地区古建筑维修保护工程中对建筑物测量的实施。     

煤矿巷道三维激光扫描关键技术及工程实践

智能化、无人化开采是煤炭行业发展的必然趋势,精准地质信息探测是当前智慧煤矿建设中的重点研发方向之一,其中巷道信息的精准探测和巷道三维模型的快速获取是地质透明化的重要数据来源。对比分析传统巷道建模方法及其优缺点,提出利用三维激光扫描重建技术构建高精度透明工作面巷道模型的技术思路。在分析煤矿井下工况环境长距离三维激光扫描面临的技术难题的基础上,研究三维激光扫描原理和空间点坐标计算方法,并提出透明工作面巷道三维激光扫描重建技术流程,其关键技术包括:三维激光扫描系统动态标定和坐标转换方法;点云预处理技术中基于统计滤波法的大尺度噪声滤波方法和基于移动最小二乘的小尺度噪声滤波算法;点云关键点提取与特征描述技术中SIFT特征检测算法和FPFH特征描述算法;点云配准技术中基于FPFH特征描述算法的粗配准技术和基于迭代最近点算法的精配准技术。以准格尔煤田唐家会煤矿某工作面为研究对象,利用自主研发的移动式三维激光扫描系统从三维激光扫描施工流程、巷道点云数据采集、边界轮廓线提取、巷道与工作面联合建模等方面进行实践应用。结果表明,提出的基于三维激光扫描技术的工作面巷道三维重建思路在技术上是可行的,能为复杂巷道的快速三维扫描、重建提供一条可行的技术路径。      

三维激光扫描技术获取高精度DTM的应用研究

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命,它突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。本文将以一工程边坡为例讨论利用三维激光扫描技术快速获取数字地形模型的方法,着重论述三维点云数据的获取、拼接、坐标校正、去噪及数字高程模型的生成方法,由此得出在一定空间范围内利用三维激光扫描技术快速获取高精度高分辨率的数字地形模型具有可行性。     

基于综合改进ICP算法的三维激光扫描技术在露天矿边坡测绘中的应用

以先后发生过两次大规模滑坡的中煤平朔公司东露天矿边坡为研究背景,利用三维激光扫描技术测绘速度快、测量精度高、数据量大的特点,对该露天矿边坡进行三维激光扫描,尤其是对发生过滑坡的两个重点区域进行精细扫描。基于综合改进ICP算法,将扫描得到的多站点云数据进行拼接处理,完成了长约2 km的露天矿边坡三维模型重建。研究结果表明,三维激光扫描结果符合工程实际特征,是一种快速建立矿山边坡数字模型的有效手段。      

三维激光扫描技术在矿山开采沉降中的应用研究

三维激光扫描技术具有高分辨率、高采样率以及非接触式测量优势,它突破了传统的单点测量模式,非常适用于获取矿山的复杂表面和高危区域的空间三维信息。文章阐述了三维扫描仪的种类、技术原理和在矿山开采沉陷中的应用,同时介绍了三维扫描点云数据的后期处理过程及应用。在工作实例中,通过三维激光扫描仪与精密全站仪所测结果进行了对比分析,结果表明:两种技术方法获取的信息数据基本相符,可以满足生产需要,进一步论证了运用三维激光扫描技术对矿山沉陷区进行监测的可靠性和可行性。     

大型崩滑灾害变形三维激光扫描监测技术研究

三维激光扫描技术突破了传统单点测量方法采样点有限、覆盖范围小的不足,实现了对观测对象面的测量。受制于扫描速率和扫测距离的限制,该技术目前在地质灾害领域应用有限,因此也成为热点研究课题。本文针对高陡危岩、大型滑坡等复杂地质环境下地质灾害的三维激光扫描技术,系统探讨了地形构建、DEM建模和几何量测等快速调查方法,并提出了点、线、面相结合的灾害地质体形变监测方法;结合应用案例系统比较和分析了三维激光扫描技术在滑坡、崩塌调查监测中的技术优势和局限性,展望了该项技术在地质灾害领域的应用与发展趋势。     

三维激光扫描装置设计与数据处理

三维激光扫描仪克服了传统的单点测量方式,可以方便地对实物进行复制建立立体模型。笔者简单介绍了三维激光扫描仪构造及其实现的原理,利用自行购买的激光雷达、相机和电控平台等部件搭建三维激光扫描平台,利用串口通讯实现对激光雷达、相机和电控平台等硬件控制,进一步完成三维激光扫描点云生成及图像获取,并对生成的点云进行了精度校正,最后基于特征点拼接多幅扫描图像并成功地实现了扫描点云和图像的匹配融合,其中点云精度和图像融合效果较好。     

三维激光扫描技术在1∶500地形图精细化制图中的应用研究

三维激光扫描技术作为一种新兴的测绘技术,与传统测绘技术相比,具有高精度、高效率、非接触性等优势。将三维激光扫描技术应用于大比例尺精细化制图中是目前研究的一个热点问题。本文选取了位于滇西北香格里拉片区的纳帕海自然保护区作为研究区,对将三维激光扫描技术应用于大比例尺精细化制图的工程实践中的点云数据的外业采集和内业预处理,地理信息的提取、编辑和制图等技术要点进行了试验验证和总结,并对最终制图成果的精度进行对比分析。结果表明平面位置的中误差为3.8 cm,高程中误差为12.5 cm,能够满足1∶500大比例尺制图的要求。     

“空天地”一体化技术在采空区形变监测中的应用CSCD

河北滦平县张百湾镇周台子村由于多年矿山开采遗留下大量的采空区,部分采空区未做任何处理存在塌陷隐患,严重制约当地的经济发展和社会稳定。对该地区采空区形变调查和实地监测十分有必要。文中综合应用合成孔径雷达干涉测量技术、无人机摄影测量技术、三维激光扫描技术对采空区的空间分布进行划分确定和形变监测。首先应用小基线集技术对采空区进行地表形变解算。然后应用无人机数据构建研究区的三维模型,并通过多期无人机航飞数据,计算2次航飞间地表变化,佐证InSAR技术的结果。最后应用三维激光扫描技术,对部分重点区域进行三维激光扫描,建立采空区精细化模型。研究结果表明,三种技术的联合监测结果表现出高度的一致性,其中InSAR技术探测出研究区最大形变速率-25 mm/a,结合2期无人机正射模型DEM与三维激光扫描数据差分结果确定出采空区17处的高风险区域,部分区域对居民区和道路有影响。基于“空天地”一体化技术具有较高的可靠性,可应用于矿区采空区形变调查和地面沉降监测。     

城市轨道交通勘测大数据的集成与应用

正近年来,三维可视化技术日趋发展成熟,倾斜摄影技术、三维激光扫描技术等测绘新技术以及国内BIM技术的全面推广使用,使得建筑行业正在由二维设计建造向三维设计建造转变。由于城市轨道交通多建造在城市地下空间,与地上建筑相比,其在设计建造过程中面临着地下周边环境不可直观展示的困境,其更加迫切需要三维可视化技术来辅助地铁规划设计与建造施工。地质信息复杂多变,     

遗迹化石三维重建研究新进展

遗迹化石的鉴定与分类是遗迹学研究的基础,而形态特征则是鉴定遗迹化石的关键。表生遗迹和底生遗迹在岩层面上就可以清楚了解其形态;但内生遗迹往往很难直接观察到其三维空间展布形态,从而给鉴定及后续研究带来了困难。因此,内生遗迹化石的三维形态研究历来是遗迹学研究的难点。以往的研究一般通过样品的连续切片获取内生遗迹的形态信息,完成对内生遗迹的三维重建。随着科技的日新月异,各种新方法陆续被应用到遗迹化石的研究中,使内生遗迹化石三维形态的高精度重建成为可能。X射线成像技术可以识别内生遗迹与围岩岩性的差异,其与连续切片相结合,可以更精确的重建内生遗迹的三维形态。核磁共振成像技术在遗迹化石研究中的应用,首次实现了内生遗迹化石三维空间形态的无损成像。笔者首次尝试利用X射线断层成像技术对内生遗迹化石进行了三维重建,也取得了良好的效果。另外,同步辐射X射线相衬显微断层成像技术近年来已成为实体化石无损三维显微成像研究的最佳方法,但还未应用于研究遗迹化石,该技术可望成为内生遗迹化石三维可视化研究的重要方法。     

三维激光扫描与气体置换联合测定岩石有效孔隙率

提出了一种利用三维激光扫描和气体置换法测定岩石有效孔隙率的方法。通过三维激光扫描获取岩心总体积,并运用氦气置换法求取岩心有效孔隙率。实验表明,三维激光扫描计算体积较默认计算体积更为精确,体积测量可降低3.92%的误差;扫描体积及表面积随着扫描分辨率的增大而增大;该方法计算得出有效孔隙率较采用默认体积计算值更接近实际情况,针对砂岩样品可降低误差16.550 3%和43.232 6%。     

激光共聚焦扫描显微检测技术在大庆探区储层分析研究中的新进展

激光共聚焦扫描显微镜（Laser Confocal Scanning Microscope）分析技术是20世纪80年代末、90年代初兴起的一项新的光学显微测试方法，它具有普通光学显微镜和扫描电子显微镜不具备的很多优点，如样品制备十分简单、分层扫描和三维立体图像重建、清晰分辨有机和无机质等。我们将该技术应用到大庆探区的储层研究中，进行了储层孔隙和微裂缝的三维结构重建，对储层中原油形态进行了详细研究，其中原油形态观察对薄差水淹层的研究有重要意义，研究了裂缝中次生包裹体特征及形成期次，此外，该方法应用于微体古生物化石研究在大庆探区发现了以前本区未见的孢子化石种类。在原油乳化机理研究方面，首次应用共聚焦观察了乳化油的内部结构，通过动态分析可以确定其稳定性，这为乳化油乳化机理研究提供了科学可靠的依据。激光扫描共聚焦显微检测技术在大庆探区储层分析研究中取得了前所未有的效果。     

三维激光扫描技术在地质灾害调查中的应用

三维激光扫描技术是近年兴起的一种测量技术,本文通过利用天宝TX8三维激光扫描仪在一个典型的地质灾害监测项目中前后两次观测应用实例,阐述了三维激光扫描技术的工作流程,并简述了与常规全站仪测量的优点及注意事项,在生产实践中具有较高的借鉴意义。     

三维激光扫描技术在滑坡物理模型试验中的应用

大型滑坡物理模型试验中常采用高精度的特征点监测,缺少整体变形资料;而三维激光扫描技术可以高精度、快速、完整地扫描实物,获得海量的点云数据,构建实物的数字化模型,从而详细描述表面细部状况。将三维激光扫描技术引入到滑坡物理模型试验坡体表面整体变形监测中,通过数字仿真试验对点云数据4种变形测量方式进行了对比和评价,推导了点云数据单个扫描点的空间位置精度的评价模型,对点云密度进行了理论分析。通过滑坡物理模型试验实例,采用点云比较、重心法、点云叠加方法测量模型的整体变形和单个监测点的位移,对滑坡不同演化阶段变形特征进行了综合分析。研究表明:空间位置精度的评价模型、点云密度模型为三维激光扫描变形监测的测量成果评定,测量方案的优化设计提供了必要的理论基础。点云叠加、点云比较为面测量,可以获得整个模型坡面的变形和位移情况,测量模型的变形趋势和变形量级,重心法、拟合法则属于点测量,可以获得单个监测点准确的位移量。基于三维激光扫描技术坡面监测是结合点测量和面测量的优势,在保证高精度特征点监测同时,获得模型坡面的整体变形和位移。