无人机影像构建三维地形研究

高分辨率无人机影像相对于卫星影像能提供更多的形状、纹理以及地表信息,在地形的三维重建方面有着独特的优势。中国西部很多区域位于高原地带,地形多以中、高山地为主,采用常规测图方法获取地形图难度较大。文中提出一种通过自动匹配生成离散点来构建TIN及优化的方法,辅以少量人机交互修改,最终生成DEM,完成三维建模。研究结果表明方法在平坦地区能够满足1∶1 000三维地形构建的要求,工作效率提高两倍;在山地区域满足1∶2 000三维地形构建要求,工作效率提高4倍。     

一种面向海量离散数据的TIN快速构建算法研究

不规则三角网建模(TIN)是一个非常重要的表面建模方法.为提高模型的构建效率,本文采用图像处理的手段和合理的数据结构,提出了一种基于像元的TIN快速构建算法.该算法通过在地理离散数据与像元之间建立一种对应关系,使得在整个不规则三角网构建过程中就可以通过索引直接获取相应的离散点或像元点,实现地理离散点与像元点之间的实时动...     

改进的残差修正DGM(1,1)模型在煤矿地表沉降预测中的应用

针对传统大地测量技术难以实施大范围矿区形变监测以及传统开采沉陷预测方法在实际应用中存在的不足，提出时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和改进的离散灰色马尔科夫模型相结合的方法对矿区地表形变进行监测和预测。使用鄂尔多斯市某矿区哨兵1号(Sentinel-1)数据提取地表形变监测结果，并与同时期的全球定位系统(GPS)监测数据进行对比。将沉陷监测结果作为原始序列建立残差修正的离散灰色马尔科夫模型，预测矿区沉降。研究结果表明：研究区域地表形变明显，残差修正的离散灰色马尔科夫模型能较为准确地预测矿区沉降结果。     

地形TIN中地理实体拓扑关系表达

传统地形TIN离散、独立的三角形结构限制了空间实体、空间关系的表达能力,分析和操作也比较困难,应用大多限制在可视化、渲染和光照分析等方面。由于不可能通过简单地扩展和改进现有模型来满足TIN中对空间实体关系表达的需求,从面向对象的角度出发,利用单纯剖分理论对TIN进行了实体划分和拓扑建模,使TIN具有了地理对象结构从而能够进行地理实体的表达与分析,建立了对象化不规则三角网(OTIN)与Euler示性数方向模型(EDM),使得TIN不但可以较好地表达地形起伏信息,还具有实体性和对象性,便于进行空间查询与分析。     

潜在连接点集下拓扑推进三维建模算法研究

通过三维激光扫描仪可以获取到表示空间对象的点云数据。通过设置仪器的采样间隔可以获取到表示对象不同精密程度的点集。但是由于离散点之间缺乏相应的拓扑关系,限制了以点为基本图元的模型的应用。以空间离散特征点集为研究对象,研究了一种三维建模算法。算法基于距离较近的点之间比距离较远的点之间存在拓扑连接的可能性更大的前提,对点集进行预处理,然后在此基础上进行快速建模,最终获取到以三角形为基本面片的格网模型。所建立的模型易于进行各项空间分析和操作。该算法也能够有效地应用于更为复杂的建模任务中,以达到一体化建模的目的。     

面向DEM构建的不同等高线离散化方法适应性分析与评价

地形图是构建数字高程模型(DEM)的重要数据源,同时近几年空间插值方法在建模精度等方面的应用得到了不断的提高,因此将等高线离散化成高程点进行空间插值构建高质量DEM成为值得研究的课题。在此背景下,本研究从操作的易行性及空间插值的原理出发,基于ArcGIS软件设计了6种离散化方法;并以江南某丘陵地区为实验区域,以大比例尺地形图为基础数据源,探讨了在不同影响因素下各离散化方法构建DEM时的差异性与适应性。     

基于多源InSAR数据的三维地表形变解算方法研究

随着不同成像参数SAR卫星不断发射升空以及新的InSAR技术不断出现,同一地区可以获取多尺度、多源、异质的InSAR地表形变监测数据。将这些多源InSAR地表形变监测数据作为观测量,实际三维地表形变作为未知参数,建立模型并解算,实现东西、南北和垂直向地表形变监测,为地质灾害预报及监测提供更全面的基础资料。本文以InSAR三维地表形变解算为核心研究内容,针对大梯度、轨道和地形、粗差等因素对解算精度的影响,利用现代测量数据处理理论和方法,消除或抑制上述因素导致的各类噪声,实现多源InSAR数据的三维地表形变高精度解算。     

TIN模型在温度场研究中的应用

论述了TIN模型在表达区域温度分布状况中的应用,并着重介绍了应用中涉及到的各种算法。采用将连续的空间区域离散化,以点温度值代替微小面元温度的方法来表达区域温度状况。将温度特征点通过Delaunay三角剖分方法生成TIN三角网来对区域温度场进行建模,从而通过内插方法来获取区域各位置的温度值,并在生成的三角网基础上生成等温线和区域温度颜色渐变图来形象、直观反映区域温度状况。为了考察应用效果,作者在成都理工大学主校区进行实地检验,采集了15个温度特征点,通过编程来实现对采样点进行TIN三角网的构建、等温线和区域温度图的生成。实验的结果表明TIN模型在温度场中的应用效果良好。     

地质灾害GPS实时监测预警系统关键技术探讨

利用GPS形变监测、一机多天线（GMS）及CORS等技术,探讨基于GDCORS的GPS监测数据的实时处理、灾害因子分析、灾害趋势分析等关键技术,用于高精度滑坡形变在线监测研究和应用。通过系统设计与集成,开展地质灾害隐患点滑坡地表形变远程动态监测示范站建设,为地质灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据。     

一种复杂轮廓线的真三维TIN算法

针对多层轮廓线三维重构问题，研究了真三维复杂轮廓线的空间分布特征，通过引入参考基准面概念，提出了一种顾及局部平展特性的真三维TIN生成算法。该方法在递增生成表面过程中，利用了加权最小三角化方法，动态建立参考基准面，将三角面片自身形态和局部邻接轮廓点的相对空间关系有机地结合起来，避免了面片的遮掩重叠和自相交，使得重建表面和原始表面的拓扑差异最小。选取三维地震量测的多层反射波剖面数据进行了实验，并对不同算法得到的实验结果进行了分析比较，得出实验结论：本文算法快速可靠，重建出来的三维表面过渡光滑、自然，更接近实际的表面形态。该方法对于石油、地质勘探三维地质构造形态辅助解译具有现实的应用意义。     

深基坑变形监测方案设计及数据分析研究

结合某深基坑监测实践,探讨了基坑安全监测点的布设,并对支撑轴力和地下水位监测数据进行了深入分析,研究表明,混凝土持续的体积收缩以及在荷载下混凝土发生徐变被认为是影响轴力异常的最主要因素.对基坑工程监测实践有一定的借鉴意义.     

某地下车库深基坑监测及其成果分析

地下车库深基坑监测具有结构复杂、监测内容多、信息量大等特点。本文结合某地下车库深基坑工程监测实例,详细探讨了基坑监测方案设计与施测内容,并对各监测项目的数据成果作了分析,得出了有益的结论。     

基于物联网三层架构的地下工程测量机器人远程变形监测系统

针对地下工程变形监测特点,在物联网三层架构技术和测量机器人技术的基础上,以C#编程语言和SQL sever数据库为开发平台,借助GeoCOM开发包,通过远程控制测量机器人对地下工程进行自动化变形监测工作。在物联网三层技术架构自动化变形监测系统应用服务层中,介绍了提高数据处理精度的实时差分技术原理和围岩净空收敛分析方法。成功地将物联网技术应用在变形监测领域,保证了地下工程的安全服务;而这一系统设计思想更可为同类工程安全监测提供参考。     

基于距离收敛的深基坑边坡水平位移监测

针对自由设站方案,建立了通过观测监测点与基准点的水平距离,利用距离收敛值监测基坑边坡水平位移量的方法,特别给出了采用全站仪对边测量深层水平位移的方法。借助等影响原则和基准点已有信息,分析了基坑位移监测方法和距离收敛测量原理及精度,实现了位移监测点的差分计算与数据处理,讨论了两种距离收敛法监测水平位移的精度,并将其用于实际观测。分析结果与工程实测数据均表明该监测方法观测精度满足规范要求,且量测效率高,具有良好的应用价值。     

地下管网信息化在智慧园区建设中的应用

本文通过对智慧园区（工业园区、校园、工厂、住宅小区等）管线信息化建设现状的研究与分析,针对园区建设过程中地下管线存在的问题（数据不准确、更新不及时等）,将先进的三维可视化技术、物联网技术、数据挖掘技术及组件式开发技术等应用到智慧园区地下管网信息化管理系统的建设中。在物联网、监测设备布设及二、三维一体化系统的基础上,实现了对地下管线监、控、管的一体化管理,为管线规划、管理维护及应急防灾等方面提供技术支持,为园区基础设施建设、园区管理及长远规划等提供决策依据。     

北京市地铁暗挖施工沉降控制探讨

仅以北京市地铁4#线张自忠车站主体暗挖施工的沉降监控项目为研究背景,对穿越城市主干道的车站结构暗挖施工进行连续性的沉降变形监测;从地下构筑物暗挖施工的工序变化与地表沉降的关系进行试验研究.在预测基础上对获取的数据进行多层次的统计与分析,以研究其变形规律与稳定性,实现了信息化施工.     

基于小波变换的建筑物抗浮失效事故变形监测的应用研究

在高层建筑的施工运营阶段,由于城市地下水位的变化及建筑物抗浮设计不合理,地下建筑抗浮失效事故日益增多。为保证抗浮失效事故处理阶段建筑物的安全,对其进行持续的变形监测是十分必要的。本文结合工程项目,对此类事故处理阶段变形监测的组织实施进行整理,利用小波变换对短周期的监测数据进行降噪处理,得到有效数据,通过各方信息分析总结变形监测在高层建筑抗浮失效事故中的应用。     

顾及多空间相似性的地下管线数据匹配

综合地下管线与专业地下管线是同一管线地物的两种表达形式。综合地下管线数据精准、概括;专业地下管线数据表达范围广、属性信息翔实。本文以天然气管线数据为例,选取管点关联管段分布形态作为衡量依据计算管线结构相似性,从管点本体概念名称和属性两方面计算管线语义相似性,以两管点间管段分布形态为特征计算管线形状相似性。以此空间相似性构建管点特征向量,采用SVM(support vector machine)支持向量机的分类方法及管点唯一匹配原则实现管点实体匹配。试验表明该算法能够有效解决管点匹配问题。     

基于Peck公式的隧道施工实时地表沉降预测研究

随着城市化的发展,地面交通压力越来越大,越来越多的城市开始发展地下交通轨道,不可避免地会实施隧道工程,由此引起的地表沉降是我们不得不重视的问题。本文以山东省某地铁隧道工程为研究对象,利用实测数据分析研究由此引起的地表沉降规律。一般认为peck公式只能对下沉最终值进行预测,本文将依据peck公式对隧道施工过程中的地面沉降值进行实时预测,结合实测数据,我们可以发现peck公式可以很好地预测隧道施工过程中的地表沉降规律。     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。