基于三维激光扫描技术的盾构隧道变形分析

为保证地铁隧道建设过程中的安全,对其进行变形监测是必不可少的工作.传统测量方法采用特征点位进行隧道断面监测,存在数据量较少、点位不够全面等缺点,且工作量较大,工作效率低.针对这一问题,本文将三维激光扫描技术应用于盾构隧道监测,利用获取的三维激光点云对盾构隧道进行监测.为验证其可靠性,将其与全站仪数据进行联合分析.实验表明,三维激光扫描系统测量断面中心坐标的点位精度为3.41 mm,横断面半轴长度与全站仪测量结果的差值小于4 mm;地铁隧道整体表现为水平外凸、竖直下沉的状态.结果显示了三维激光扫描技术的高精度、高效率等工作特点,并且能够对隧道整体变形情况进行分析,具有广阔的发展前景.     

三维激光扫描在地铁隧道形变监测中的应用

提出利用三维激光扫描点云截取隧道横断面拟合椭圆进行形变监测的方法。方法分为隧道中轴线提取,连续断面截取和椭圆拟合。隧道中轴线通过点云在水平面上投影后搜索的上下边缘点分别拟合二次曲线求均值得到;沿隧道中轴线设定等距间隔点,在间隔点处以中轴线正交方向截取断面;对截取的断面拟合椭圆并与设计值比较进行形变分析。实验表明,方法可以充分利用点云的大数据量特征,获得隧道内任意处的断面,是对目前监测方式的有益补充。     

基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法

地铁施工、运营阶段的监控量测,可有效保障隧道结构的稳定与周围环境的安全。现有的收敛计、全站仪等变形监测手段,虽然可以得到高精度的观测数据,但获取的监测点位过于稀疏,难以全面反映隧道整体的形变特征。本文将三维激光扫描技术用于地铁隧道形变监测,提出了基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法,并对提取的两期断面进行了形变分析,试验结果表明该方法能够更直观地表现隧道整体变形,研究成果可为隧道形变动态监测提供借鉴。     

利用点云构建隧道断面的形变监测方法

提出了一种利用激光点云数据提取隧道断面并进行叠加分析的隧道形变监测方法。首先对获得的隧道点云在XOY面和YOZ面的投影中值进行了二次多项式拟合,提取出隧道中线作为基准;然后根据中线构建了隧道内壁任意位置的断面,并对同一位置不同时期的隧道断面进行了叠加分析,得到了隧道的整体形变情况。通过与常规监测方法结果进行对比分析,验证了该方法的有效性,且能够更直观地表征隧道的体变形状况。     

基于点云的地铁隧道断面精确拟合与形变分析

针对三维激光扫描技术应用于地铁圆形、马蹄形等不同形状的隧道断面难以精确拟合和形变分析问题,提出了一种基于三次B样条曲线的隧道断面拟合分析方法,首先利用三次B样条曲线对断面进行拟合;然后根据拟合曲线提取断面特定点,实现断面形变分析。对某段地铁隧道点云数据进行断面分析表明,该方法可以快速准确地分析隧道断面的形变信息。     

地铁盾构隧道断面测量数据的处理研究

圆形盾构隧道广泛应用于城市地铁隧道工程。在隧道施工和运营过程中,由于盾构施工及各种荷载的共同影响,使隧道断面形状发生变形,接近一个离心率很小的椭圆。本文介绍了一种随机化的椭圆拟合方法,能够快速准确地对隧道断面测量数据进行处理,并结合南京地铁保护监测工程实践分析了该方法的拟合精度和适用性。     

地铁隧道断面变形分析方法研究

针对目前以单点描述隧道断面变形的不足,本文采用B样条曲线拟合隧道断面扫描数据,计算待分析部位两期曲线段的豪斯多夫距离,以各部位曲线段的整体变形信息来反映断面变形。同时根据地铁隧道断面扫描数据的特点,提出了B样条曲线拟合的主点选取方法以及非断面信息的剔除方法。最后以某地铁隧道断面扫描数据为例,通过加入模拟变形信息拟合分析,验证了该方法的有效性。     

基于单点扫描序列的隧道断面轮廓拟合方法研究

隧道断面易发生变形,为更好地对断面变形进行研究,本文提出基于最小二乘和三次B样条曲线的单点扫描序列隧道断面轮廓拟合方法,利用两种方法对某地铁隧道断面单点扫描序列实测数据进行处理。分析表明:在利用单点扫描序列拟合隧道断面的形态时,三次B样条曲线更适用于监测点密度较大的情况,能够提高局部的保真度;而最小二乘法则适用于监测点为无序离散的情况,能反映拟合断面整体的变形趋势,但对于线性离散点拟合效果较差。     

隧道断面监测的椭圆拟合方法研究

监测隧道断面是获取隧道变形情况的有效途径。通过对管片的高精度自动测量,采用有效的椭圆拟合算法,可以求解得到隧道椭圆化的几何参数,同时,针对管片表面干扰物的影响,对数据粗差进行处理。通过工程实例的检验,证明算法有效可靠。     

基于移动三维扫描的地铁隧道快速全方位变形检测方法研究

地铁隧道保护监测是城市轨道交通正常运营的重要保障,现行以静站式设站、相邻测站逐站拼接的隧道变形、收敛等三维激光扫描监测方法虽然渐渐成熟起来,但逐站拼接带来的误差累积和缓慢的作业效率仍然是地铁隧道保护监测的瓶颈。本文在分析移动式三维激光扫描技术原理和优势的基础上,研究了移动式三维激光扫描技术用于地铁隧道点云数据快速采集方法,提出了基于隧道椭圆参数模型的改进RANSAC算法,通过对隧道断面点云数据去噪、拟合、提取地铁隧道变形信息,进而实现断面变形分析。结果显示该方法可以快速、全方位准确获取隧道断面数据,为地铁隧道保护监测提供了一种新型高效的技术途径。     

车载激光扫描系统的动态标定

针对常见的利用靶球对激光断面扫描仪标定的静态、繁琐、低精度、不具实时性,该文设计了一种平面反射片标靶,组合利用里程计与惯性测量单元(IMU)提供的定位和姿态参数,移动扫描获得隧道点云数据,根据反射片的高反射率,通过点集聚类算法与形态学滤波处理,获得标靶中心在扫描仪基准坐标系下的坐标,从而间接实现断面扫描仪的标定。IMU经过倾角掉头实验,完成倾角补偿,得到轨道面下的点云。最后利用隧道环片的设计距离,在隧道壁上布设设计的标靶对里程计进行校准,克服了里程计长距离误差累积的弊端。标定的结果验证了方案的可行性,可快速高精度的实现扫描仪的现场动态标定与里程补偿等,提高点云质量。     

浮子式液位计原位校准系统的研究

文中针对浮子式液位计原位校准的问题,在介绍浮子式液位计测量原理的基础上,设计一套浮子式液位计原位校准系统,并介绍系统的软硬件组成、关键技术,分析系统精度。最后,通过实验验证系统的稳定性和可靠性,为浮子式液位计原位校准提供借鉴和参考。     

滇东南地区垂直负荷形变特征研究

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GRACE的贡献值为32.1%,GLDAS的贡献值为26.9%;对于初相位而言,GPS、GRACE、GLDAS三者符合得很好;对于振幅而言,GPS与GRACE的振幅较为接近,GLDAS的振幅最小;通过主成分分析方法所获取的GPS共模误差与GRACE的相关性高达0.90。虽然GRACE的空间分辨率较低,但GRACE为连续监测地表垂直负荷形变提供了一种有效和可靠的手段。     

基于特征点匹配及提纯的点云配准算法

针对传统的基于ICP点云配准算法配准时间长、收敛慢、需要较好初始配准等限制,本文利用现有的点云特征提取算法和描述算法,提取并匹配点云中的特征点,用RANSAC算法结合坐标转换模型剔除误匹配点对,用匹配点对在两点云中的坐标计算之间的坐标转换参数,从而实现点云的配准。相比ICP类算法,提高了点云配准的效率,同时提高了点云配准的自动化程度。     

基于FME的农村地籍更新调查数据检查方法研究

结合目前农村地籍更新调查数据检查工作的现状,本文提出并详细论述了如何利用FME实现自动化的数据检查方法。以上海青浦区农村地籍更新调查项目为实例,依据地籍数据检查的内容,设计了一套基于FME的落地图形与信息模板一致性、地籍图与落地图形一致性、楼盘表与地籍图一致性的检查方案,并在此基础上总结了利用FME进行地籍数据检查的特点与优势。     

遥感影像处理特征及数据密集型任务调度算法研究

针对云计算技术在遥感影像处理中的应用问题,对于其任务特征以及调度问题进行了研究。首先定义了遥感影像处理工作流,并在特征分析的基础上对任务类型进行了划分,将任务划分为数据密集型和计算密集型两种。针对数据密集型任务调度问题,通过建立流程间的数据依赖度矩阵和数据集划分制定调度策略,设计了以减少数据传输次数为目标的调度算法。实验结果表明,该算法与随机算法相比,可以有效减少数据集、数据服务器数量和不同比例的固定数据集等多种情况下的数据传输次数,该算法能够满足常用数据密集型任务的调度需求,如计算航段信息、计算缩略图同名像点等。     

近海潮汐效应对上海地区精密定位的影响

针对全球海潮模型在不同沿海地区存在差异性以及在中国近海精度不高的问题,利用全球海潮模型FES2004和NAO99b计算上海地区(经纬度范围为120.85°E～122.2°E,30.6667°N～31.8833°N)S₂、M₂、K₁和O₁四个分潮的海潮负荷位移在垂直分量上的差异;并利用中国近海模型osu.chinasea.2010对全球海潮模型FES2004中相应的区域进行替换,计算近海效应对SHJZ站(上海金山)、SHJBS站(上海宝山)、SHAO站(上海佘山)以及DCMD站(上海崇明)四个测站精密定位的影响。结果表明:1) 全球海潮模型FES2004和NAO99b在上海地区存在较明显的差异,尤其是垂直分量,最大接近4 mm,且两个模型的差异随离海洋距离增大而减小;2) 利用修正前后的全球海潮模型FES2004经过计算分析得出,近海效应对上海地区GPS测站精密定位的影响达到5 mm,对测站垂直分量的位移影响从大到小分别是DCMD站(5.1 mm)、SHBS站(4.9 mm)、SHJS(4.2 mm)、SHAO(3.6 mm)。      

A Study on Urban Thermal Field of Shanghai Using Multi-source Remote Sensing Data

Landsat TM/ETM and MODIS satellite remote sensing data from 1995 to 2012 are used to study Shanghai’s urban heat island (UHI) in China from the perspectives of time and space. Furthermore the UHI characteristics are analyzed in terms of landscape ecology theory and the urban heat island effect ratio (UHIER). The results show that: in the time sequence, the land brightness temperature (LBT) of Shanghai in 2000 is the strongest and the one in 2003 is the weakest. The urban area LBT has continued to decline since 2003, but for the entire Shanghai, it has had an overall increase. In the spatial distribution, LBT structure is mainly dominated by urban area from 1995 to 2000; but since the rapid development of built-up area of Pudong, Songjiang, Minhang and Jiading Districts in 2000, the LBT landscape pattern which was primarily urban area-centered and multicenter built-up area-supplemented has been gradually formed.     

Effects of vegetation cover on summer climate in China during 1982–2001

In this paper, we apply lagged correlation analysis to study the effects of vegetation cover on the summer climate in different zones of China, using NOAA/AVHRR normalized difference vegetation index (NDVI) data during the time period from 1982 to 2001 and climate data of 365 meteorological stations across China (precipitation from 1982 to 2001 and temperature from 1982 to 1998). The results show that there are positive correlations between spring NDVI and summer climate (temperature and precipitation) in most zones of China; these suggest that, when the vegetation cover increases, the summer precipitation will increase, and the lagged correlations show a significant difference between zones. The stronger correlations between NDVI in previous season and summer climate occur in three zones (Mid-temperate zone, Warm-temperate zone and Plateau climate zone), and this implies that vegetation changes have more sensitive feedback effects on climate in the three zones in China. Supported by the National 973 Program of China (No.2006CB701300), the National Natural Science Foundation of China (No.40721001), the Sino-Germany Joint Project (No. 2006DFB91920), the Open Fund of Shanghai Leading Academic Discipline Project (T0102) and the Open Fund of LIESMARS, Wuhan University.     

昆明站流动ⅥBI站坐标的首次确定

我国第一台流动甚长基线干涉测量（VLBI）设备经近十年的研制目前在昆明进行了试观测，本文介绍了实验观测及数据的获取情况。并对数据文件进行了处理。结果显示，在上海佘山25米天线至昆明流动站近2千公里的基线上，昆明流动站坐标精度优于5cm。基线相对精度优于10^-8。