球形全景影像核线方程推导及其应用

核线约束是影像在数字摄影测量中的一项核心技术,可限制同名像点的搜索范围,显著提高计算效率和可靠性。目前,核线约束在传统中心投影影像与卫星扫描影像上取得了广泛的应用,而全景影像具有不同的几何模型,核线模型的推导与应用存在很大的难度。以往实现全景三维重建方法大多通过不同方位影像,应用大量的控制点,结合光束法平差以实现构筑物三维重构,缺乏球形全景核线数学方程的推导及应用。鉴此,本文通过对球形全景影像的投影几何研究,基于共面方程建立该类影像的核线几何模型,推导出数学方程及其特性,为核线在球形全景影像中的应用提供了理论基础,实验表明该球形全景核线方程的正确性与可行性。     

基于三维激光扫描和全景摄影技术的数字校园景观建设

以北京市首都师范大学附属中学为例,阐述数字校园景观建设方案。利用校园及周边范围内的多期卫星影像,提取不同时期的景观风貌和变化情况;基于三维激光扫描技术和全景摄影技术分别制作更加真实、精确的三维模型和全景漫游场景,为数字校园信息化建设管理提供重要支撑。     

实景量测技术在铁路中的应用

为了解决传统铁路设备采集效率低、工作量大、费用高等问题,提出了一种基于实景摄影量测技术的实景数据采集建模方法,阐述了实景量测技术成像及测量的基本原理,并以中国铁路郑州局的设备采集为例,介绍了数据生产的整个过程。结果表明,实景量测技术在铁路数据采集中,节省了人力物力,避免了上道作业风险。     

基于全景真三维斜射影像的数字城管应用研究

随着国家智慧城市试点工作如火如荼的开展,数字城管作为智慧城市业务应用体系的重要组成部分,正成为各地探索创新应用的重要领域。洛阳市数字城管率先采用先进的全景真三维斜射影像技术,实现了快速的城市部件数据普查,创造了全新的用户体验,满足了专业化的城市管理应用需求,创新了"全景化"的数字城管应用新模式。     

基于车载点云数据的实景可量测技术研究

车载激光扫描系统集成激光雷达扫描技术、定位定向技术、全景获取技术于一身,可同时获取空间三维信息以及纹理信息,在数字城市信息化建设中发挥重要作用。该文通过分析车载激光扫描数据成果,将激光点云作为空间量测支撑数据,实现三维实景可量测功能,在文中详细的阐述可量测原理以及实现实景量测的关键技术,并基于Direct X开发出可量测实景应用实例,为可量测实景服务奠定基础。     

三维地籍与城市立体空间开发的信息技术应用分析——以南京市为例

随着城市化进程不断推进,我国各大城市普遍出现了城市规模迅速扩大,人地矛盾日益显著的现象,而随着国家建设资源节约型与环境友好型社会的发展战略调整,传统的外延扩张模式已不再适应新形势下的城市土地利用,城市普遍进入了土地立体开发的阶段。为了适应当前城市三维开发与管理的需要,本文通过对三维地籍与城市立体开发之间的关系加以分析,讨论了三维地籍建设的必要性和可行性,而后按照三维地籍建设流程,从数据采集、存储、管理、表达和应用等方面,探讨了三维地籍建设的关键技术,特别是结合当前二维地籍管理成果和三维空间数据的兼容与衔接管理,提出了三维地籍建立过程中法规、实践试点和部门协调等方面的政策措施建议,以实现地籍数据和管理的连贯性和一致性。最后,以南京市为例,总结了南京市当前采用特殊地籍号与单独存储的方式处理地下空间土地范围勘测定界与土地权利登记的方法,并且结合网上看房系统详细分析了GIS、RS、GPS技术、摄影测量技术、虚拟现实技术和网络技术等信息技术,在三维地籍建设中的应用和不足,提出适应南京市现状和技术发展趋势的三维地籍建立方法。     

基于全景真三维技术的新型智慧城市时空信息基础设施探索

我国新型智慧城市的建设对城市时空信息基础设施提出了更高的要求,迫切需要加强包括大数据、云计算等新技术的深入应用。本文重点探讨基于多传感器技术(包括机载激光扫描技术、多角度倾斜摄影技术在内的航空摄影)和高度自动化后处理新技术的全景真三维技术特点及优势,并以北京城市副中心为例,探索基于全景真三维技术的智慧城市时空信息基础设施建设及其应用。实践表明,全景真三维技术能够快速提供真实统一、高精度、多层次的城市模型数据,为城市规划、建设、治理和运营提供了事半功倍的信息化手段,是一种构建新型智慧城市时空信息基础设施的新思路。     

采用IKONOS卫星影像进行立体测图技术的应用研究

本文介绍了采用IKONOS高分辨率卫星立体遥感影像进行立体测图的生产工艺,控制点布设方案及质量控制方法。通过精度统计分析,确定卫星立体影像在城市测绘方面的应用范围。通过试生产,形成了一套完整的立体测图技术方法。     

一种基于点云数据的三维建模方法研究

无人机倾斜摄影测量是利用多旋翼无人机到实地航拍影像,再经过软件自动化建模生成实景三维模型,因此具备很高的真实性,也能够测量更广阔的范围,但是容易缺失数据。三维激光扫描技术是采用非接触式高速激光测量方式,快速地获取测量对象表面几何特征的重要技术手段。     

一种新的轮廓线三维地质表面重建方法

在三维地质建模中,由于地质剖面与医学CT有本质上的相似性,因此,轮廓线的三维表面重建技术有广泛的应用。目前,较为成熟的算法并没有考虑地质数据的特殊性,由于地质体形态复杂多变,地质剖面稀疏、数据来源多样等特点,将普适的算法应用到地质建模中,只是解决了重建曲面的合理性,并没有关注曲面的几何质量,导致曲面无法达到地质建模对于模型质量的要求。本文针对地质数据的特点,提出了一种新的轮廓线表面重构方法。在不改变轮廓线连接的合理性与正确性的情况下,通过生成过渡剖面轮廓线,克服传统方法生成曲面过于粗糙的缺点,以提高建模质量。在Creatar三维地质基础平台上,对多种情况的剖面数据实验结果表明,在数据稀疏的情况下达到了良好的建模效果。该方法的扩展模型满足了地质剖面轮廓线建模中复杂地质情况,以及交叉剖面数据的曲面重建,且算法复杂度低,实现简单,有较强的实用性。     

三维实景地图生产与应用

实景地图近年来发展迅速,在日常生活中应用广泛,如旅游景点、宾馆、银行、政府服务中心等的空间位置查询、服务内容介绍等。实景地图的生产方法、生产流程有多种多样,产品质量参差不齐。目前,利用轻型无人机航空摄影系统实现三维全景地图生产,生产方式方便、高效且质量较好。该文介绍了生产三维实景地图的无人机系统及三维实景地图生产方法与过程,通过采用无人机系统实景地图的生产实例,讲述了实景地图应用现状、发展前景及存在的问题。     

基于点云去噪的球形标靶中心拟合研究

以球形标靶作为同名特征点进行点云数据配准时,若标靶附近有干扰物或扫描的标靶点云含有大量噪声,会对点云配准质量造成很大影响。针对目前点云配准对标靶自身噪声有所忽略的问题,分析球形标靶的特点,探讨小波阈值去噪方法的适用性,并对去噪小波基函数的选取进行实验,提出球形标靶点云离散噪声小波阈值去噪方法。实验表明,标靶自身点云的去噪不可忽视。分析结果表明,该方法能够更有效地滤除球面外围粗差噪声,单个球形标靶的中心位置拟合精度提高约0.8 mm,相较标靶球未经去噪的拼接结果,扫描物特征检查点的坐标拼接误差减小约5 mm,点云总体配准精度提升约20％,是一种有效的点云数据配准预处理方法。     

基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法

数字城市的基础地理数据库正在由传统的二维形式向三维形式转变,建设城市三维模型已成为数字城市工程的重要基础工作。作为城市三维模型的核心构成部分,建筑模型的数量巨大,生产成本高。数字摄影测量技术为建筑矢量数据的采集提供了有效途径,但要进一步缩减三维建模的工作量,需要对基于矢量线条的建筑结构识别、建筑体面构造以及各种复杂建筑构型等方法和算法进行研究,并开发辅助人工的建筑三维建模软件系统。该文以数字城市测量提取的建筑结构线为基础,对计算机三维建模中涉及的关键算法进行研究,提出了一种城市建筑三维快速建模的方法。     

基于3DMine的胶东上庄金矿体三维建模及其应用

矿政管理、矿山日常生产对三维建模在资源储量管理方面的应用需求日趋提升。主流的剖面法建模精度受限于已有地质资料精度,本文选取胶东地区上庄金矿①1矿体作为研究对象,基于国产3DMine软件,以钻孔建模为主、剖面建模为辅的方法构建了三维实体模型,采用距离幂次反比法对块体模型进行赋值,系统介绍了“数据处理—3D实体模型构建—信息提取—块体模型赋值”的建模全流程,该工作方法能够有效提高建模精度。矿体资源储量估算结果与传统的地质块段法估算结果相比,误差3.18%,同时不同的约束条件和块体属性筛选功能,能够快速便捷地实现矿体资源储量分割、实时更新和矿化空间分布规律研究,满足资源储量管理需求,为矿政管理、矿山日常生产对三维建模在资源储量管理方面的应用提供了支撑。     

山东省日照市蓝色经济区城市三维地质结构调查及三维建模

针对日照市城市可持续发展中面临的地质环境和地质资源问题,开展蓝色经济区城市三维地质结构调查。运用先进的勘察技术、地理信息系统技术、三维地质建模技术,开展城市三维地质结构填图,建立了日照市钻孔三维实体、第四系结构、基岩结构三维模型。通过数字曲面拟合和计算机图形学的方法,把空间分布不均匀、不连续、散乱的地质信息变成可视的、连续的、形象直观的三维地质模型,以三维图象的形式形象地表达了各种地质结构的真实形态、特征,圈定影响深基础开挖和地下空间利用的不良地质体范围,为日照市地下空间资源开发利用提供地质依据。     

加速度地震记录服从三维高斯分布的证明与应用

利用加速度记录分析P波质点的受力状态、P波质点随机震动的概率分布及其偏振现象,结果显示,P波质点随机震动的受力矢量服从三维高斯分布,其概率密度呈椭球状分布,可通过加速度记录的协方差矩阵求出偏振椭球的几何参数,从而求出震中方位角.     

基于纹理数据和SCSG-BR表示的城市建筑物混合 建模

随着城市建设的迅猛发展,城市建筑物建模的复杂性和实景化要求越来越高。因此,进行高精度的城市建筑物建模,建立有效的数据结构成为一项具有挑战性的工作。针对结构实体几何（Constructive Solid Geometry, CSG）模型建模的局限性,本文提出了一种结合CSG和BR（Boundary Representation）的混合建模方法。该方法改进传统的CSG为“空间CSG（SCSG）”,利用维度扩展的九交模型（DE-9IM）表示体元间的拓扑关系,确定唯一的SCSG树来表示城市建筑物的外部结构,同时用BR表示城市建筑物几何要素间的拓扑关系。然后,本文结合文件数据库和关系数据库来联合管理模型数据。关系数据库存储模型和纹理的属性信息;文件数据库存储模型和纹理图像。在存储和调用纹理影像时,关系数据库中的面ID将城市建筑模型ID和纹理ID关联,纹理图像和城市建筑模型同时被加载和存储。另外,本文采用最小二乘法对建筑物多边形进行正交化和拓扑调整处理,以保证模型数据的精确性。本文选择美国科罗拉多州丹佛地区和瑞士苏黎世地区的数据进行实验,并根据不同的建模方法进行模型加载耗时的比较,证明本文提出的方法耗时较少。实验结果表明,该混合建模方法不仅可以有效地表示实体的拓扑关系,还可以加快纹理加载,实现建筑物的快速精确建模,有效实现空间查询。     

虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法

在三维地质体模型构建过程中所采用的数据多为钻孔数据,而研究区域内原始钻孔数据通常数量有限且分布不均,难以构建出既能够准确地反映研究区域地质构造,又具有良好可视化效果的三维地质体模型。针对此问题,本文对虚拟钻孔概念进行延伸,提出了用于三维地质体建模不同阶段的三种虚拟钻孔概念,并基于此设计了一种虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法。首先,根据原始钻孔数据空间分布特征,自适应地确定插值点位,并采用克里金插值算法构建插值加密虚拟钻孔;其次,根据尖灭规则构建尖灭处理虚拟钻孔,采用改进的自适应蝴蝶细分算法构建细分光滑虚拟钻孔;最后,利用原始钻孔、插值加密虚拟钻孔、尖灭处理虚拟钻孔,以及细分光滑虚拟钻孔构建研究区域内符合地统计学规律且具有C¹几何连续性,可视化效果良好的三维地质体模型。与将虚拟钻孔作为专家知识补充手段的传统建模方法不同,该建模方法将虚拟钻孔引入三维地质体构建的各个环节中作为核心的算法中间单元,有效简化了建模算法的实现过程,确保了算法的稳定性与高效性。