三维激光扫描技术在房屋建筑“多测合一”中的应用

本文在分析地面三维激光扫描仪优势的基础上，以某新区“多测合一”技术要求为基准，结合实际建设工程项目竣工验收测量为例，提出了三维激光扫描技术在竣工验收测量中的工作流程，并结合传统测绘方式，对获取的点云模型精度进行验证，三维点云模型中误差达到±0.017m左右。研究结果表明，架站式三维激光扫描技术满足竣工测量精度规范要求，对“多测合一”技术规范的推行具有指导意义。     

三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的应用

为验证三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的适用性,探讨了其应用过程的流程和方法,用坐标对比法评定了三维激光扫描系统的精度。结果表明:三维激光扫描系统的平面精度达到0.032 m,符合城市测量规范要求,说明三维激光扫描技术在城市地下空间测量中具有很好的适用性,可以推广应用。     

三维激光扫描技术在工业测量中坐标提取方法研究

随着工业技术的不断发展,对工业设备测量成果的质量和精度要求也越来越高,常规的测量手段往往难以满足技术要求。而三维激光扫描技术由于具有非接触性、精度和测量效率高等特点,近年来在工业测量领域中有着广泛应用。本文以某室外工业设备测量项目为例,运用三维激光扫描技术获取点云数据,并针对特定的点云数据使用整体最小二乘法进行边界拟合,人工绘制交线提取中线点坐标,效果良好且具有一定的实际意义。     

单圆盾构隧道移动激光扫描收敛值计算

近年来,架站式三维激光扫描技术广泛应用于盾构隧道收敛监测,但频繁换站降低了外业测量的效率。同时,在激光点云拟合计算收敛点坐标时,收敛点位置会随着隧道变形而变化,因而,点云曲线拟合难以确保得到不同时间、同断面、同收敛点坐标,影响了收敛值的精度。自主研发了一款经济适用且高效可靠的移动激光扫描监测系统,解决了架站式三维激光扫描监测效率低下的问题。针对收敛值计算方法存在的问题,详细讲解了基于隧道平铺图的收敛值计算方法,具体过程如下:首先,经过点云标准圆投影并展开,再经过图像栅格化、内插及增强处理得到隧道平铺图;其次,通过图像二值化、连通域分析、自动识别及人工纠正环缝,准确划分隧道每环点云;接下来,绘制每环管片接缝在平铺图的位置,求出每环收敛定点方位;最后,通过分管片拟合,计算收敛定点坐标并推出收敛值。计算实例表明,移动激光扫描收敛值重复结果差值均在1.5 mm以内,由此可知,提出的计算方法可用于单圆盾构隧道进行高效收敛监测,且精度可靠。     

三维激光扫描技术在城市地下空间的应用研究

三维激光扫描技术能通过高速激光扫描测量的方法,获取被测物体表面高精度的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速实现物体的三维建模。为验证三维激光扫描技术在城市地下空间应用的可行性,以嘉善县地下空间为例,研究了该技术在地下空间建模中的应用,并利用嘉善县三维框架展示平台实现了对地下空间数据的有效管理。经验证三维激光扫描技术具有数据采集速度快、精度高等特点,提高了三维建模的效率。     

三维激光扫描技术在城市地下空间测量中的应用研究

为验证三维激光扫描技术在城市地下空间测量中应用的可行性,本文在实验基础上,叙述其应用的过程、点云拼接的方法、工作效率,推证评定扫描精度的原理等。实验结果表明,扫描测图和全站仪测图比较,外业工作的时间前者是后者的1/3,内业成图时间后者是前者的3倍,前者的平面精度为2.6 cm,后者为4.6 cm,证明三维激光扫描技术不但可用于城市地下空间测量,而且具有较高的效率。     

三维激光扫描技术在城市地下空间建模中的应用

地下空间通视条件差、结构复杂等特殊性决定了其在三维建模时难以采用常规仪器采集数据,三维激光扫描技术采用非接触测量方式精确获取到被测物体的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速复建出物体的三维模型。本文以某地下停车库为例,对三维激光扫描技术在城市地下空间建模中的应用进行了探讨,经验证,使用该技术构建的三维模型精度能够满足相关规范的要求,值得推广应用。     

地面与车载激光点云在地下车库测图中的融合应用

地下空间利用日益受到人们关注,地下空间测量受诸多因素的影响,如地下空间无GPS信号、遮挡物较多、传统手段效率低等问题。针对这一问题,本文提出了一种融合车载激光扫描系统和地面三维激光扫描的数据获取方案。该方案首先利用地面三维激光扫描和车载移动激光扫描的优势,采用一种多源点云数据融合技术,高效地获取了地下空间的完整点云数据;然后通过地下车库数据采集试验,验证了该方案的有效性和可靠性,为今后大范围开展地下空间测图提供技术支持。     

三维激光扫描在异形建筑竣工测量中的应用

异形建筑是城市与生活、艺术与创新的产物,由于其结构复杂、造型多变等原因,给竣工测量工作带来了诸多挑战,采用传统测绘方法作业存在着效率低、困难大、精度难以保证等问题。以南京市溧水市民之家异形建筑竣工测量为研究对象,引入三维激光扫描的作业方法,分别从控制测量、外业扫描、点云处理等方面开展研究,构建出场景的三维点云模型,同时利用全站仪对异形建筑的主要特征点进行坐标采集,与模型坐标对比进行模型精度评定。结果表明,三维激光扫描技术有着效率高、精度可靠、数据完整等优势,可为异形建筑竣工测量提供一定的参考。     

三维激光扫描技术

介绍了三维激光扫描技术原理和点云的拼接方法,给出了三维激光扫描技术和控制测量相结合的坐标转换,从而获得扫描目标的当地坐标,并对精度进行了分析。     

车载LiDAR点云中交通标线的提取方法

交通标线,作为道路上重要的交通标识,为司机和行人提供重要的引导信息。车载激光扫描系统(车载LiDAR)可以快速获得被测目标的表面三维坐标信息,为提取高精度三维交通标线提供了可靠数据源。本文通过分析道路点云数据的平面距离、点云强度、点云密度等特征,将点云数据归化成地理参考强度图像。针对生成的二维参考图像,充分借鉴图像处理中目标分类与识别的手段,将交通标线信息准确提取出来。实验表明,该方法可行、有效。     

激光SLAM精度测试场设计与实现

同时定位与地图构建（SLAM）系统在机器人、自动驾驶和移动测量等领域有广泛的应用，但目前系统精度的测试方法尚不完善。针对SLAM系统精度测试的实际需求，本文提出了一种SLAM高精度测试场的建立方法。首先建立三维控制网，然后利用三维激光扫描技术对环境信息进行采集，最终构建出用于测试SLAM系统精度的高精度三维点云特征库。试验结果表明，建立的三维点云特征库包含丰富的特征信息，具有真实地理坐标，精度达到毫米级，可以较好地满足SLAM精度测试的需求。     

基于激光扫描技术的建筑物三维重建

三维激光扫描技术作为一种新型高精度的全自动立体扫描技术,区别于传统的单点式测量,它能够快速获取被测物体表面大量的三维空间坐标。同时获得的点云数据不仅能够直观地表现出物体属性,还能构造出目标物的三维模型进行规划分析,大大推动了数字城市的建设进程。而本文详细介绍了三维激光扫描技术,并结合实际案例来阐述利用地面激光扫描仪对青岛市某高层建筑进行外业测量以及点云数据处理,最终利用Realworks和Sketchup软件对点云数据进行三维重建及展示。     

基于三维激光扫描点云数据的古建筑建模

针对传统古建筑数字化技术的不足和接触测量对建筑物造成"二次伤害",以西北民族大学蝴蝶厅异地重建项目为例,提出了一种结合三维激光扫描技术和现代测量技术以及本体思维进行室内外一体化三维建模的研究思路。首先给出了基于三维激光扫描技术的建模流程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和提取轮廓线、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行详细论述。本体思维用于基于三维激光扫描的古建筑三维建模,可以有效指导古建筑构件分类建模,提高建模效率。结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的蝴蝶厅精细化、真实感建模,为西北民族大学蝴蝶厅古建筑文化遗产未来的开发、保护、维修、恢复重建与虚拟地理环境等提供高精度的数据基准。     

三维激光扫描技术在河道测量中的应用

传统的河道测量工作量大、效率低、采样密度有限,其数据获取方式和数据处理模式已经不能满足河道信息化的需要。三维激光扫描技术为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段。本文以焦作市新河为试验区,采用Riegl VZ-1000三维激光扫描仪获取枯水期河道数据,首先对获取的河道激光点云数据进行预处理,包括数据拼接、坐标转换、点云数据滤波分类处理等,采用反距离加权插值(IDW)算法生成DEM和基于DEM自动获取断面的方法,实现了河道断面的提取,并对断面数据进行了精度分析,建立了基于三维激光扫描技术的河道水上地形信息提取技术流程。     

城市环境下基于C/S架构的影像空间定位

针对城市环境下影像空间定位精度低等问题,提出了一种在C/S架构下基于影像的移动平台空间自定位方法。首先对预采集的城市建筑物序列影像,利用最近邻距离比率(nearest neighbor distance ratio,NNDR)算法和归一化互相关匹配(normalized cross correlation,NCC)算法得到SIFT粗匹配,通过随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)算法对粗匹配点进行优化,通过精确解算基本矩阵 F 和投影矩阵 P ,建立建筑物三维点云模型,进而获得由影像特征点、像点坐标以及物方点坐标组成的物方特征库。其次以用户通过手机拍摄的影像作为定位影像,进行特征提取并与物方特征库影像匹配,获取对应物方点坐标。最后通过精确计算定位影像外方位元素,并在手机客户端中显示所拍照瞬间手机的空间位置,实现移动平台空间自定位。实验结果表明,该方法能够达到厘米级定位精度,可作为其他空间定位方法的有效补充。     

背负式移动激光扫描系统测绘大比例尺地形图精度试验研究

将背负式移动激光扫描系统应用在测绘大比例尺地形图中,其扫描精度至关重要。本文利用徕卡Pegasus Backpack对苏州工业园园区测绘地理信息大楼进行扫描,采用Inertial Explorer、Infinity、AoTumatic Processing对点云数据进行预处理,运用RealWorks提取特征点,将特征点在MicroStation V8联图中绘制成1：500地形图。通过与传统方法绘制的1：500地形图相叠合,发现两幅地形图具有很好重合度。对地物检测点精度分析后,得到点位中误差为0.026 m,高程中误差为0.041 m。研究结果表明徕卡Pegasus Backpack满足1：500地形图测量精度要求。     

移动式三维激光扫描仪在地下管廊测量中的应用

针对传统地下管廊测量方法中存在的作业效率低、精度差等问题,笔者试验了一种基于移动手持扫描技术的地下管廊测量新方法。本文以济南市福地街旁某地下管廊为例,制定了可行的测量方案,通过GEOSLAM ZEB-REVO移动式三维激光扫描仪获取点云数据,采用Trimble Realworks软件进行数据后处理,并与全站仪测量结果进行对比分析。结果表明,移动式三维激光扫描仪在地下管廊测量中可以明显提高作业效率且满足测量精度要求,具有较好的应用前景。     

最邻近曲面约束的近景光学影像与地面激光点云几何配准

提出一种以最邻近曲面为约束的近景光学影像与地面激光点云高精度配准方法。根据光学影像生成三维稀疏点云,以影像三维稀疏点邻近的激光点拟合的曲面为约束,结合共线条件方程建立影像三维稀疏点云与三维激光点云间变换模型,通过平差迭代解算实现光学影像与激光点云的高精度几何配准。该方法只需提供初始配准参数,无需对激光点云数据进行特征提取和分割,并且基于曲面约束有效地解决了两个点集之间难以精确确定同名点的问题。通过实际数据试验表明该方法能获得很好的配准精度。