三维激光扫描与倾斜摄影测量的高陡崖三维建模

针对三维激光扫描仪在数据采集过程中,受到多重因素的限制,难以完整的获取物体表面三维数据的难题,该文采用融合多种数据源的方法来获取地物表面完整的三维数据。该文结合三维激光扫描技术和无人机倾斜摄影测量技术对大理苍山石门关世界地质公园的高陡崖进行三维数据采集。以地面三维激光点云数据为基础,融合无人机倾斜摄影测量点云数据,得到研究区域完整的三维点云,对融合后的多点云进行编辑处理、重建得到高陡崖完整的三维模型。文中对多点云融合建模("点云+点云"融合建模)及单一点云建模后模型融合("模型+模型"融合建模)进行模型比较分析,得出这两种方法所建三维模型基本一致,并总结了两种建模方法的优势和不足。这两种技术及方法的结合不仅解决了高陡崖数据采集的难题还为类似的工程提供参考。     

小型文物摄影测量三维建模主体对象识别

通过拍照进行三维建模的摄影测量技术是文物数字化的重要手段,然而,在摄影测量文物三维重建过程中,文物所在的场景背景也同时参与计算和建模,需要设法删除,以获得文物单体模型。针对上述问题,本文提出一种小型文物三维模型主体对象识别方法,能够自动删除文物摄影测量三维模型的背景数据。该方法分别利用深度学习网络Mask R-CNN和改进为自动获得初值的One Cut进行文物图像前景内容识别,再融合两种方法的识别结果进行文物图像主体对象分割,最后以二维图像分割结果为依据,逐三角形识别三维模型主体对象,并运用多视角约束法优化识别精度。实验表明,本文方法能够获得小型文物单体化三维模型,无需人工干预且精度较高。     

多源数据融合构建精细三维模型的关键技术

通过分析单一测绘数据在构建实景三维模型中的各种弊端,引入机载LiDAR点云、正射影像与倾斜摄影测量等多源数据融合构建精细三维模型关键技术的探讨.借助某地房地一体项目,对多源数据融合技术进行了实测与精度评定.结果表明融合后的三维模型结构纹理更清晰、完整,地物检查点高程中误差得到了极大的提高,完全满足1:500大比例尺测图项目的规范要求,该融合技术为同类项目的设计与实施提供了参考.     

多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档,在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题,本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备,利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑,通过ICP算法完成点云精细匹配,实现多源点云数据融合建模;对比单一建模方法模型,从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明,融合建模模型纹理清晰,几何结构完整,模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值,接近三维激光扫描模型。     

三维地形数据自适应金字塔技术的设计与实现

传统金字塔模型主要解决单一数据源数据的存储和数据的调度问题,无法满足三维地理信息系统对多源异构金字塔数据动态扩展和快速更新数据的需求,基于此,文章提出三维自适应金字塔模型,并进行了技术分析,通过构建多源异构数据适配器,将三维地形数据转换为地形数据逻辑单元,实现多源异构数据的统一,着力解决异构金字塔数据的统一调度和显示问题。     

多源数据融合在广府古城三维重建中的应用

由于传统倾斜摄影在数据采集过程中,存在物体遮挡、航摄盲区等客观因素限制,造成三维模型扭曲、空洞、纹理拉花等问题,选择采用激光点云与倾斜摄影多源数据相融合的方式进行古建筑物精细化建模,可改善三维模型的视觉效果与精度,扩展成果应用领域。本文以广府古城历史街区为例,通过对倾斜摄影、机载激光雷达、地面手持雷达及无人机补拍等多源数据进行融合,实现了三维实景精细化建模,获得较好的试验效果。     

顾及多源LOD的室内外三维模型组织和调度方法

针对倾斜摄影、建筑信息模型(BIM)、三维城市模型等室内外三维模型的多源数据融合问题,该文研究了三维地理空间数据的生产、建库、组织和调度情况,分析了海量的多源细节层次(LOD)室内外三维模型的特点,提出了室内外三维模型编码结构,结合顾及模型大小及模型面数聚类的改进四叉树索引,实现了室内外三维模型组织和调度。实验结果表明:该方法支持多源数据的统一组织和调度,顾及了多源数据间的差异,渲染效率高,具有有效性和可行性,能够满足规划、建设和运维等不同阶段的三维数据组织和管理需求。     

实景三维技术在敦煌雅丹地貌数字化存档中的应用

敦煌雅丹地貌因其珍贵和独特成为地质遗迹的典型代表,是一种稀有且无法再生的地质自然遗产。针对雅丹地貌的管理、保护与无具象化参考资料的问题,本文提出了一种融合多源数据进行多尺度实景三维建设的方法,在保证重建效率的同时,与传统倾斜摄影测量相比增强了模型细节。模型精度检测表明,本文所提实景三维建设方法能有效地记录敦煌雅丹地貌的几何构造和纹理细节,通过该技术对敦煌雅丹地貌进行数字化保存,可为今后修缮与重现提供重要依据。     

基于多源数据融合的武汉市精细尺度城市房价预测

获得精细尺度城市房价制图对城市发展研究及相关政策制定至关重要。然而由于过去的房价预测方法没有对多源数据进行融合,单一数据源有偏性使得房价制图及预测无法达到精细尺度。本文拟从多源空间数据融合的角度出发,通过深度学习的方法建立耦合卷积神经网络和随机森林拟合模型的武汉市城市房价预测模型,在精细尺度上模拟武汉市房价分布。实验表明预测模型可以有效地对武汉市房价做出预测,同时表明融合高分辨率遥感影像和社交媒体数据的模型能够得到比传统使用单一数据源的网络得到精度更高的预测结果。     

融合激光点云的城市级高精度建模技术北大核心CSCD

实景三维建模目前存在因影像缺失导致的部分地物模型变形、拉花及建筑物底部纹理模糊的问题。针对倾斜摄影测量和车载激光点云两种数据源在构建高质量、高精度的城市级三维模型中存在的不足与缺陷,本文提出了利用TerraSolid软件将两者所获取的点云进行融合而后建模的主要技术流程和方法。结果表明,激光点云弥补了倾斜摄影测量盲区的几何结构,使三维模型地面更平整光滑,建筑物底部棱角、线条更加锐利清晰;将车载激光点云与倾斜摄影测量进行有机结合,可有效弥补采用单一数据源制作三维模型存在的缺陷,提高模型精细度。     

无人机倾斜摄影在文物修复中的应用

无人机倾斜摄影技术是国际地理信息领域近年发展起来的一项高新技术,它克服了传统航摄技术只能从单一角度拍摄的局限性,通过对地物进行多角度拍摄,可获取同一地物的多幅倾斜影像。倾斜摄影在智慧城市建设中的应用已经相对成熟,在文物考古、修复中由于文物本身具有的特殊性,对倾斜摄影提出了更高的要求。本文主要论述如何利用无人机倾斜航空摄影技术,最大限度提高模型精细度,构建文物实景三维模型,用以分析、研究文物的形态,探索了一种针对文物保护、修复的倾斜摄影实景三维建模方法。     

倾斜摄影测量数据轻量化处理技术研究

随着无人机技术的日益成熟,倾斜摄影测量数据可有效支撑实景三维展示、地理信息数据挖掘等,已广泛用于旅游实景地理信息数字化。本文主要针对大数据量倾斜摄影测量数据显示缓慢问题,探索数据轻量化处理技术并进行验证分析。以航飞获取的山西省平遥古城景区倾斜摄影测量数据为源数据,采用多种技术对源数据进行处理分析,并采用Cesium平台对优化前后数据源效率进行验证,经过优化的倾斜摄影测量数据可实现浏览效率大幅度提升,其中金字塔级别优化技术对倾斜摄影测量数据浏览速度提升最大,约占50%。     

融合多源数据的三维建模方法及精度分析

以地面相机影像、低空无人机影像和地面三维激光点云数据为融合对象,研究空地影像融合、低空影像融合地面三维激光点云和低空影像融合三维白模进行三维建模的方法,并对其三维建模精度和建模效果进行综合分析。这3种融合方法进行三维建模丰富了三维模型的色彩纹理信息,提高了三维模型的几何结构精度,能满足较大场景的三维实景模型的建模要求,为数字化古建筑(古文物)保护提供具有较高价值的参考数据。     

空地多数据互辅融合技术在大型牌式古建筑重建的应用

由于大型牌式古建筑自身单体窄高、面饰构件灵活百怪,单一建模技术因自身数据采集的局限性,难以单方面建立全面的大型牌式古建筑三维模型电子档案。针对此问题,本文以桂北灌阳县月岭村月岭"孝义可风"牌坊为研究对象,提出了一种空地多数据互辅融合三维模型重建方式,以倾斜摄影与三维激光扫描为主,地面近景多视角拍照为辅的采集方案,重建完整精细的大型牌式古建筑文物三维模型电子档案,并完成了数据融合偏差验证、数据融合前后的模型完整性分析与精度对比评估。该方法可为大型牌式古建筑档案的建立提供新的思路,在文物保护方面具有广泛应用前景。     

靖江王陵三维数字化系统设计与关键技术研究

利用激光扫描、无人机航摄等测绘手段对靖江王陵陵墓遗址建立了三维数字化信息系统,将数字化保护与考古研究有机结合,设计了系统的技术路线,研究了涉及的激光点云球面投影的三角网构网、高保真度纹理映射、多源数据融合的陵墓三维场景建模和文物信息组织与查询等关键技术,采用高真实感仿真和高效信息查询技术可逼真表现文化遗产场景、查询文物信息。通过本文工作建立的靖江王陵三维数字化系统在靖江王陵文化遗产的保护、考古、旅游、文化传播、信息化建设等方面有着重要的意义。     

基于激光扫描数据的文物精细三维模型构建方法研究

三维激光扫描技术能够准确、无接触地获取地物表面的三维数据,使得复杂目标三维数字化重建成为可能。本文以大型佛像为例,研究文物精细三维模型构建方法,实现了大型复杂文物真三维重建,建立了文物数字档案,为文物保护、修复提供了科学依据。     

基于数字孪生技术的智慧校园时空底座建设

物联网、大数据、人工智能技术的发展孕育了数字孪生技术。三维实景校园时空底座是应用数字孪生技术建设智慧校园的基础。通过倾斜摄影技术、三维激光扫描技术与人工建模技术相结合的三维校园时空底座制作方法,能够补充倾斜摄影在建筑底部及内部等遮挡密集区域的信息,在提高三维校园模型精度的同时,实现多源数据的融合三维实景建模。通过不同来源、不同格式数据的优势互补,更好地建设校园时空三维底座,为数字孪生校园的建设提供支撑。     

明代石碑高精度真实纹理三维建模应用

为了解决精细化文物三维测绘精细建模的难题,本文利用手持式高精度三维激光扫描技术对栅栏墓园内的利玛窦墓碑、汤若望墓碑、南怀仁墓碑进行了高精度真实纹理三维激光扫描建模的研究,保证了文物模型的精度、精细度和完整性。手持式高精度三维激光扫描技术结合了三角测量、激光测量、近景摄影测量、自定位等技术手段,实现了对具有一定体量的复杂纹理文物的精细化测绘。本文通过对三角测量技术和近景摄影测量技术的基础原理进行分析,将两者的特点相结合,摸索出一套针对精细纹理和复杂雕刻的文物三维扫描技术流程。通过对手持式激光扫描技术的研究,验证了该技术对文物测绘的可行性和可靠性,为中尺度体量文物测绘总结了一套全新的技术流程,为今后探索针对不同体量的文物三维测绘,以及多种测绘技术相融合奠定了基础。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

基于多源数据融合的高精细实景三维建模技术

针对大面积错综复杂的油气管道建立高精细实景三维模型,常规的倾斜摄影数据获取方法对于复杂构件及微地貌,在后期建模效果上精细度得不到保证。多源数据融合建模是对倾斜摄影建模方法的进一步探索,此方法有效解决纹理细节、模型逼真等方面存在的问题,并且在实际生产中达到了"高精细、高效率、低成本"的目的。