移动多视图立体摄影的单木结构参数提取

针对目前基于地面激光扫描和传统方法测量单木结构参数的成本高和效率低的问题,提出了一种基于移动多视图立体摄影的方法测量树高和胸径。该文利用移动多视图立体摄影技术将由低成本的手持相机获取单木的二维像片生成三维点云数据,并通过对生成的单木点云建模来估算树高和胸径。实验显示采用三维模型估算树高和胸径的结果与实测数据存在明显的线性相关关系。胸径和树高的平均均方根误差分别是7.1%(R2=0.964)、7.9%(R2=0.903),两者的总体估算精度都达到90%以上。结果表明,移动多视图立体摄影技术对于降低树木点云获取成本,丰富林木资源调查的手段具有一定意义。     

基于移动激光扫描的轨道交通建筑限界一体化检测北大核心CSCD

移动激光扫描可快速获取被测物体表面的三维坐标数据,近年来被逐渐应用到轨道交通工程测量项目中。针对当前轨道交通种类繁多而其限界检测研究分散,不利于工程实践的问题,本文提出了一种基于移动激光扫描技术的轨道交通建筑限界一体化检测方案。自主研发了轨道移动激光测量与检测(TLSD)系统,建立系统内部数据采集、处理、分析的限界检测流程,并集成各类现行限界规范标准,可同时满足铁路、地铁等不同轨道交通限界检测的需要。结合某铁路站台进行应用实践,结果显示,TLSD系统具有检测高效、自动化、成果可视化等优势。     

融合激光扫描和多视图影像的模型重建技术

针对在复杂的扫描环境下,三维激光扫描点云数据容易缺失、噪点多,点云预处理难度大且效果不理想,进而影响后期模型重建精度和效率的问题,该文对融合三维激光扫描和多视图影像重建两种技术进行了研究,提出了一种全新的快速精细化模型重建方法。结合某工程实例,基于分块建模的思想,运用该方法完成了数字三维模型的重建工作。实验结果表明,该方法可以建立高精度的三维模型,并在很大程度上提高了建模的效率。     

利用地面激光扫描数据提取单木结构参数

针对现有提取单木结构参数的方法精度不高的现状,文章研究利用地面三维激光扫描数据提取单木的高度、胸径和冠幅,特别是将RANSAC算法用于圆拟合,提高了胸径的反演精度。最后利用野外实测数据进行验证,并比较分析了Hough变换和RANSAC算法在提取胸径中的差异。结果表明,本文方法提取的单木参数精度较高;并且无论从相关系数、平均残差还是均方根误差等方面,RANSAC算法提取的胸径精度均高于Hough变换方法。     

单视图多约束相机内参统一计算方法

相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题,但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点,使得图像之间的匹配越发困难,增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法,该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况;以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心,着重讨论了其他不变量向其的转化方法,使得几何特征表达统一化;以绝对二次曲线为纽带,将互相垂直的灭点约束求解;进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配,在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定,方法具有方便性;方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象,因此方法具有普适性,尤其适合结构化的室内外场景;方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算,因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。, 相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题,但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点,使得图像之间的匹配越发困难,增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法,该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况;以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心,着重讨论了其他不变量向其的转化方法,使得几何特征表达统一化;以绝对二次曲线为纽带,将互相垂直的灭点约束求解;进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配,在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定,方法具有方便性;方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象,因此方法具有普适性,尤其适合结构化的室内外场景;方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算,因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。     

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。     

多级索引框及移动向量联合的接触网提取方法

电气化铁道接触网的非接触式检测研究对保障铁道的安全运营具有重要意义,检测工作需要大量的精确接触网点云数据支持,目前存在接触网部件间不易分割导致难以提供精确接触网点云数据支持的问题。针对该问题,本文提出了多级索引及移动向量联合的接触网提取方法。首先利用多级索引框简化铁道场景数据;然后通过轨迹线构建提取通道获取支柱底部中心点集,以计算沿轨移动向量;最后进行二级索引框的姿态调整,实现接触网的准确提取。本文设计了参数分析与对比试验,在10 km铁道场景中进行试验分析。结果表明,本文算法对接触网提取的查准率、查全率、F1均在约99%,均优于参照算法,表明本文算法能够适应复杂场景。     

多基线数字近景摄影测量技术在工程测量中的应用

多基线数字近景摄影测量系统是以计算机视觉原理（多基线）代替人眼双目视觉（单基线）传统摄影测量原理,从空间一个点由两条光线交会的摄影测量基本法则变化为空间一个点由多条光线交会而成的全新概念。本文介绍了按照多基线数字近景摄影测量系统的工作流程,应用lensphoto系统在大同至西安客专II标杨家河大桥西边坡和小直峪大桥东边坡的工程中进行了实践,并对测绘成果进行了对比分析。     

基于点的多尺度形态学重建滤波方法EI北大核心CSCD

针对现有机载激光雷达(LiDAR)点云滤波算法难以准确分离复杂地形中地面点与地物点问题,提出了一种基于点的多尺度形态学重建滤波方法 PMMF (Point-based Multi-scale Morphological reconstruction Filter)。在初始尺度层次下,PMMF通过构建一种基于点的形态学重建对原始点云滤波,即先在掩膜点云约束下借助k邻域结构元素和高程缓冲区反复膨胀标记点云,获取潜在地面点;然后通过自适应坡度方法剔除潜在地面点中的非地面点,其中,坡度阈值随地形复杂度自适应变化。在上层滤波结果基础上,PMMF通过提升种子点选择的网格尺度重复上层滤波过程,直至结果收敛。以国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)发布的15组基准数据为研究对象,将PMMF滤波结果与近5年(2016年—2020年)提出的15种滤波算法比较表明,PMMF有8组数据滤波效果占优,15组数据平均总误差和Kappa系数分别为2.71%和91.08%。使用4种不同地形特征的高密度机载LiDAR点云数据进一步验证PMMF的滤波效果,并将计算结果与简单形态学滤波(SMRF)、布料模拟滤波(CSF)、渐进加密三角网滤波(PTD)和多分辨率层次滤波(MHF)比较。结果表明,PMMF滤波性能最优,平均总误差为3.24%,较其他4种滤波方法分别减小了12.0%、59.1%、70.1%和53.2%。     

基于无人机摄影测量的建筑物变形监测方法

提出将无人机倾斜摄影测量技术应用于建筑结构动态变形监测当中。首先,采用差分型无人机测量系统获取影像及精准摄站信息;然后,在空中三角测量过程,提出一种综合地理参考法,建立GNSS辅助光束法平差模型,达到减少参考控制点数量的目的;最后,建立三维点云,经区域增长分割方法拾取标识点信息,并基于MATLAB获取标识中心点坐标,实现建筑结构自动量测。实验针对某电站工程的部分建筑结构进行变形监测,验证了无人机倾斜摄影测量技术应用于建筑变形监测的可行性。结果表明：本文方法符合三、四等测量精度要求,对控制点的需求量相比传统方法明显降低,可作为一种安全、高效的建筑物动态监测手段。     

基于移动三维激光扫描的地铁盾构环片提取与分析

随着我国轨道交通的不断发展,城市轨道交通已成为公共交通的重要组成部分。目前我国轨道交通安全主要采用全站仪和站式扫描仪等设备进行监测,具有监测效率低、监测点布设困难、对管片衬砌有损伤等缺点。移动三维激光扫描是一种新型轨道交通结构安全检测技术。本文采用移动三维激光扫描技术获取隧道内部完整结构点云数据,对移动三维激光点云进行环片提取分析,对获取的断面点云进行处理分析,得到环片变形情况。试验结果表明,该方法不仅能够获取准确的环片变形结果,而且实现了逐环提取分析,大大提高了环片监测的效率。     

城市复杂地形环境下倾斜模型结合LiDAR点云的大比例尺地形图更新方法北大核心CSCD

针对无人机倾斜摄影技术受遮挡影响较大和难以穿透植被茂密地区的问题,本文提出了城市复杂地形环境下倾斜模型结合LiDAR点云进行小区域大比例尺数字地形图的更新方法。首先采用五镜头六旋翼无人机分别以垂直和平行主要建筑物楼群方向进行2次全区域拍摄,以及无人机机载激光雷达全区域采集点云,并对高度不足10 m的别墅区进行单镜头低空补飞。然后融合倾斜影像点云与机载激光点云建模,经过3种建模方案对比,融合建模的倾斜三维模型的位置精度和模型质量均最优。最后基于此模型进行测图。精度评定结果表明,城市复杂地形环境下在飞行方案和像控点布设合理的情况下,通过倾斜三维模型采集的数字地形图的平面和高程精度完全满足并优于深圳市1∶1000数字地形图动态更新的精度指标。     

一种更严密的双介质立体摄影测量折射改正算法

提出一种更严密的双介质立体摄影测量物方坐标折射改正算法。该算法用水下目标的空中同名直线光线公垂线段的中点作为摄影测量交会点的理论位置,解决了空中同名直线光线延长线不相交情况下摄影测量交会点不存在导致的点位关系不确定性问题,使摄影测量交会点到真实物点的坐标折射改正公式能够严格推导出来。分析了空中同名直线光线不相交情况对物方大地坐标折射改正的不利影响,研究了摄影测量交会点与水下真实物点的相互位置关系,推导了水下目标点的水深和大地坐标计算公式(即折射改正公式),通过WorldView-2立体影像浅海海底地形测量试验对算法的正确性和测量精度进行验证。研究表明,不论水下目标的空中同名直线光线延长线是否相交,该算法都是适用的,且能显著改善水下目标的高程测量精度。     

三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

多源数据多语义岩体结构面提取方法

实现岩体场景下复杂岩体结构面提取是边坡、隧道等岩体工程稳定分析的关键。本文针对岩体结构面纹理与形态等特征复杂且不规则造成提取困难的问题,首先通过构建TLS点云与数码影像的映射关系,融合二维像素特征、三维方位及形态特征建立多重语义区,提取具有相似地质属性的同质区单元,然后利用产状与粗糙度特征对其进行合并聚类,有效实现复杂多属性岩体结构面的准确提取。试验结果表明,本文方法提取的岩体结构面具有较好的完整性和较高的准确性。     

基于倾斜摄影与地面激光扫描技术的三维实景建模

倾斜摄影测量所生产的模型,存在细部结构缺失、纹理拉伸、扭曲等缺点,降低了模型的精度与整体观感效果.静态三维激光扫描仪扫描到的点云数据精度更高、细节更完善.采用倾斜摄影空三匹配的点云与地面三维激光扫描点云数据融合,并利用多角度影像纹理自动映射技术可以生成精确的三维模型.在无人机倾斜摄影测量构建的模型和倾斜摄影与点云空地融...     

基于KD树的点云数据自适应屏幕精度高效显示方法北大核心CSCD

海量激光点云数据的快速显示是目前一个技术瓶颈。本文提出一种基于KD树的点云数据自适应屏幕精度的高效显示方法,采用类似LOD的技术将点云进行KD树的组织,并在KD树节点上引入屏幕精度的概念,在点云数据显示时,计算KD树节点在屏幕上的投影范围,进而决定其是否显示点云细节。试验证明,该算法在显示大规模点云数据时,由于通过KD树自适应屏幕精度调度点云数据使绘制点的数据量大大减少,从而大大加快了点云的显示速度。     

基于深度学习的移动激光点云数据自动分类方法研究EI北大核心CSCD

随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展,智慧城市成为国内外学者研究的热点领域。城市三维地理空间信息的获取与处理是建设智慧城市的基础,也是亟待解决的关键技术之一。目前,移动激光点云分类多为人工和半自动方式,数据解译的自动化程度低,导致点云利用率下降,制约了移动激光点云在高精地图、自动驾驶和智慧城市等领域的应用。     

基于LBSN和多图融合的兴趣点推荐EI北大核心CSCD

兴趣点推荐作为推荐领域的一个重要分支一直备受研究者青睐。本文提出一种基于位置的社交网络(LBSN)和多图融合的兴趣点推荐方法GraphPOI。综合分析用户和兴趣点的内在因素和外部表征,首先,对用户-兴趣点的评分矩阵进行学习得到用户和兴趣点的内部潜在向量;其次,根据评分矩阵构造用户-兴趣点交互图,得到兴趣点在用户空间的表征向量以及用户在兴趣点空间的表征向量;然后,对兴趣点按其地理位置进行聚类,得到兴趣点在位置空间的表征向量,结合兴趣点在用户空间的表征向量进而得到兴趣点的外部表征向量;对用户社交图中的信息扩散现象进行建模,捕获用户的朋友关系,得到用户在社交空间的表征向量,结合用户在兴趣点空间的表征向量进而得到用户的外部表征向量;最后,结合用户和兴趣点的内部潜在向量与外部表征向量,得到用户和兴趣点的最终向量表示,并将其输入到多层神经网络模型中进行评分预测。在Yelp数据集上对所提模型进行验证,结果表明本文方法能够有效提升兴趣点推荐的准确性。