三维激光扫描数据的单木树冠体积精确计算

针对现存单木树冠体积计算方法不能剔除树冠外部较大空隙以及树冠边界提取粗糙的问题,该文在对生长算法改进的基础上,提出了基于过滤三角网的树冠边界精确提取算法,确定了树冠最优分层间距与过滤阈值,实现了树冠体积的准确计算。该方法在对扫描的单木树冠点云数据进行拼接和过滤后,进行等间隔分层处理获取其切片点云,然后采用过滤三角网算法生成符合树冠实际情况的边界,再通过计算的切片面积获取各层点云间的体积,最终累加各层点云体积得到树冠体积的精确值。对校内树冠三维激光扫描实测数据进行计算与分析,结果表明过滤三角网算法提取的树冠边界能顾及树冠外部存在的空隙现象,进而得到准确的树冠体积值;此外,过滤三角网算法对树冠点云数据的密度要求远低于体元法,具有较高的算法稳定性。     

面向三维城市建模的多点云数据融合方法综述

多细节层次的三维城市模型是数字城市和智慧社会的关键空间数据基础设施,从基于稀疏点线特征的交互式半自动化建模到基于密集点云的自动化智能化建模已经成为国际学术界和工业界的热点前沿。由于立体城市空间结构的复杂性,多类型、多站点和多时相的点云数据融合处理是三维城市建模的基本途径,其基本思想是将具有不同视角、密度、精度、尺度、细节、时间历元等特征的多点云数据进行一致性融合表达与集成处理,建立可直接面向计算分析的智能化表达的多点云模型。归纳总结了多点云数据的主要特点,针对时空基准与精度、尺度、语义3个层面的一致性处理,分析了多点云数据融合的主要发展趋势,并凝练了面向三维城市建模的多点云数据融合关键问题。     

基于LiDAR点云数据的城市三维绿量分层测算方法研究

三维绿量已成为测度城市绿化水平的重要指标。为有效实现其在城市范围内的应用,文中基于LiDAR点云数据与高分辨率遥感影像数据,将"分隔带"法与边缘特征点提取算法相结合,提出一种分层三维绿量测算方法。首先,对LiDAR点云数据与遥感影像数据预处理,包括拼接、匹配、点云去噪及压缩等,提取城市绿化区点云数据;然后,通过"分隔带"法识别不同类别植被分布区,将植被在林层尺度下分割;其次,采用冠体边缘特征点提取算法,快速构建冠体外廓;最后,应用不规则三角网TIN,对绿化植被分层建模并计算。为验证文中测算结果,选取15个随机点建立样方进行实测,经检验表明所得精度较高,能够满足城市范围内三维绿量测算的需求。     

激光与倾斜点云精确配准与无缝融合

广泛使用的传统激光点云与倾斜摄影等城市空间建模方法存在各自的优缺点,将不同来源的数据进行有效融合并用于城市三维模型的构建是当前城市建模的难点。因此,本文首先提出了一种激光与倾斜点云精确配准与无缝融合的方法,该方法可以克服不同来源点云数据在尺度与精度上不一致的问题,精确计算不同来源数据的空间变换关系;然后在此基础上剔除数据冗余,完成多源点云数据的无缝融合;最后采用3组实际场景中获取的数据对本文剔除方法的有效性及精度进行验证。试验结果表明,通过本文方法获取的融合数据相较于单一平台获取的数据具有更好的完整性和数据精度。     

复杂带状地形条件下的地面三维激光扫描点云数据采集与配准处理试验

对于多站点架设获取的地面三维扫描点云数据进行空间坐标体系的统一配准处理,是实现地表三维模型构建数据预处理的关键技术。研究围绕地面三维扫描点云数据的配准精度问题,结合试验仪器在数据采集扫描设置中的不同模式,分别设计实施了基于一定扫描重叠度的独立站点采集匹配模式,基于站点GPS坐标控制的采集匹配模式,以及基于全站仪实测站点坐标的后视法采集匹配模式等3种试验方案,开展了针对不同扫描方案下所获取点云数据的配准处理方法解析与精度对比分析。不同方案应用于具有条带状试验测区的点云数据采集与数据配准处理结果表明,相对于独立站点数据采集匹配模式,后两种数据采集模式,即采用基于仪器GPS站点坐标的扫描匹配方案和基于全站仪站点坐标的后视法方案,由于克服了与全局坐标系转换困难和对标靶的依赖等问题,而具有较高的数据采集与匹配效率,表现出明显的优势。研究试验成果可为同类型仪器的地面三维激光扫描系统的外业数据采集和点云配准提供参考指导作用。     

基于Geomagic Studio的雕像三维建模

采用Trimble GX200三维激光扫描仪,获取了目标雕像的点云数据,基于Real Works Survey Advanced 6.4软件,完成了不同站点间的数据拼接;采用逆向工程软件Geomagic Studio 12,分别对拼接完成的点云数据,进行了降噪和三维建模处理(包括生成三角网、填补点云漏洞、曲面平滑等);通过实测数据处理与分析,给出了处理过程中的相关结果,并指出了相关的注意事项,为三维激光扫描技术在三维建模及古物重建等方面的应用提供了案例参考。     

基于法向量模糊聚类的道路面点云数据滤波

针对道路面三维激光扫描的特点，结合点云法向量分布特征，提出了基于法向量模糊聚类的点云数据滤波算法。通过对3种不同类型实测道路面数据的实验表明，该算法对于路面扫描过程中产生的非路面冗余数据有较好的滤波效果，为点云数据滤波提供了一种新的手段。     

利用点云数据进行三维可视化建模技术研究

依据三维激光扫描仪的工作原理,阐述点云数据处理、数据提取与快速建模的全过程工作原理。以某一建筑物扫描为例,先获取其点云模型数据,并对点云数据采取不同的方法进行拼接处理,且对因拼接方法不同而产生的误差进行比对分析,选取出最优的拼接方法;然后对点云数据进行合并、去噪等处理;最后使用建模工具从点云数据模型中获取建筑物的各立面线划图,完成快速精准的三维可视化建模。     

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。     

三维点云多尺度等值线模型Morphing变换方法研究

借鉴Morphing技术思想,提出了一种三维点云多尺度等值线模型Morphing变换方法。首先,分析了三维点云的空间分布情况,并按一定间隔在某一坐标轴方向(如犣轴）将其分层,建立点云的分层模型,以分层点云为单元生成等值线。其次,以分层数据生成的凸包多边形作为最小尺度等值线折线,按一定准则将剩余的离散点集归类到对应的凸包边,引入尺度参数狋,通过计算离散点的选取时机参数对其进行选取,生成连续变化的中间尺度等值线折线。最后,将等值线折线拟合成平滑曲线,构成三维点云的多尺度等值线模型。结果表明,本文方法能够处理规则点云数据和散乱点云数据,生成的等值线符合一般等值线的特性,不会产生边缘交叉等问题,而且运算效率高。     

基于建设工程三维可视化规划报建技术应用研究

三维可视化是建设工程规划报建的最新发展方向,本文重点研究和总结一套基于建设工程规划报建的三维模型构建技术,并介绍了其基础数据的获取方法、三维可视化规划管理分析及网络发布的技术。     

三维景观网络发布的研究与实现

分析、比较了各类网络三维技术,提出了基于Java3D实现三维景观网络发布的技术方案,并探讨其实现的关键技术与解决方案以及系统架构。在Java 2平台上实现了对应的实验系统,验证了这种方案的可行性。     

3维地籍实体数据模型设计的新方法

3维地籍管理模式是现代地籍管理的必然趋势,能够适应新形势下城市空间立体开发的需要。本文回顾了地籍管理发展的历程,探讨了3维地籍管理的必要性,总结了3维空间数据模型的研究成果,对OO3D模型进行扩展,提出了一种面向地籍对象的3维数据模型CO3D,最后给出了CO3D模型结构与数据组织方式。     

面向地籍的三维数据模型设计与建立

本文结合三维地籍空间实体的特征,依据现代地籍管理需求,对OO3D数据模型进行扩展,提出了面向地籍的三维数据模型(CO3D),并详细阐述了CO3D的逻辑和概念模型,研究了CO3D拓扑关系类型、存储结构、查询方式的实现方法,探讨了模型的可视化原理及实现,并通过实例验证了CO3D模型的正确性和可行性。     

移动三维GIS技术研究与实践

随着智能手机与平板电脑的快速发展,三维地理信息系统的操作平台呈现出向移动端转移的趋势,移动三维GIS的出现结合了最新的三维GIS技术以及最受市场欢迎的移动端平台。本文探索了移动三维GIS的发展、构成以及应用趋势。     

浅谈大庆市城市三维模型的构建

简要介绍了大庆市城市三维建模工作,在伟景行三维基础平台软件的基础上,开发建设了大庆市三维仿真系统,阐述了在建设中需要做好的其他事项。     

3维地图符号的数据结构研究

如何用计算机的1维存储空间存放由0维、1维、2维、3维等空间目标的集合所定义的形体，是几何造型中最基本的问题。文中针对传统地图符号表现方法的局限性，分析了国内外3维地图符号的研究现状，针对3维地图符号设计的特点和要求采用参数函数和边界数据模型作为建立3维地图符号的数据结构。     

3维城市模型理论及技术方法研究

主要研究了3维城市模型的相关理论与技术,提出了拓扑关系、尺度及可视化等问题,讨论了3维城市模型的建设方法及关键技术,并对3维城市模型的发展进行了展望。     

3维GIS技术进展

从基本概念、应用需求和技术动态等方面就3维GIS技术的发展与演进进行了简要评述,强调了专业化与大众化两种应用对3维GIS提出的不同挑战。     

三维GIS技术在断面测量中的应用

本文针对常规基于二维矢量数据和高分辨率影像的断面采集方式在直观性、数据源等方面的不足,引入三维GIS技术,利用相关基础地理数据构建三维地理环境,设计了一套三维地理环境下的断面数据采集技术流程,并在此基础上研制了一个软件平台.实际工程应用显示,该平台不仅可以满足铁路勘测设计应用,还具有可视化、批量化断面采集和检查能力,能够提高断面采集工作效率,减轻内业工作强度.