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。     

利用无人机立体摄影技术获取森林资源信息

无人机的航空摄影测量技术让传统森林调查的手段向数字化和智能化方向发展。为了提高森林资源信息采集的精度和效率,减少外业工作时间,降低工作强度,本文对利用无人机立体摄影技术获取森林资源信息的方法及其精度进行了研究。利用旋翼无人机搭载五目相机获取了研究区域的三维立体影像,通过软件在立体影像中提取树高、三维坐标、冠幅及面积;通过全站仪、胸径尺和RTK载波相位差分技术等高精技术获取上述森林资源信息,并以此作为真值检测无人机立体摄影技术,获取森林资源信息的精度。结果表明,无人机立体摄影技术提取25棵样本树木的树高相对误差平均值为0.61%;无人机提取值与人工实测冠幅值线性模型y=0.998 9x+0.068 5,相关系数R²=0.98,说明无人机立体摄影技术获取冠幅精度高;无人机获取三维坐标定位的真误差区间为[-13,17],其中高程坐标的离散区间大于平面坐标离散区间,平面坐标的精度为3 cm左右,而高程坐标的精度为10 cm左右;无人机立体摄影技术获取样本面积值和全站仪测量面积值（拟定为真值）比较接近,相关系数达0.98。由此可得,无人机立体摄影技术可以高精度地获取森林资源信息,可以提高效率,节约成本并降低工作强度,具有较高的实际推广价值。     

三维激光扫描与倾斜摄影测量的滑坡隐患点三维建模

基于无人机倾斜摄影测量技术和地面三维激光扫描技术相融合的空地一体数据采集处理技术获取地表滑坡体的三维数据。结合北京市延庆区京礼高速一处典型的滑坡隐患点,通过对地面三维激光点云数据和无人机倾斜摄影测量点云数据进行矢量化融合处理,生成滑坡体的DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射模型)以及三维实景模型,可为地质灾害体三维建模提供参考。     

基于航模飞行器摄影数据的森林信息提取方法

航模飞行器摄影在很多领域有着越来越广泛的应用,本文利用航模飞行器获取遥感数据,利用PIX4D mapper,Arcgis等软件处理获取拼接影像并提取森林的冠幅信息。以所得影像为基础,通过对森林中树种冠幅-树高和胸径-树高之间关系的研究,利用常用D-H和D-K模型以及摄影测量立体像对的原理,对森林的冠幅、树高、胸径等森林参数信息进行提取,最终反演获得最佳的D-K模型为D=0.933+3.243K-0.57K^2,D-H模型为D=H+0.5610.709。     

基于全站仪及Lensphoto系统复杂地形影像图测绘研究

随着多基线近景摄影测量研究的深入,非量测数码相机在近景摄影测量中应用越来越广。以某实验区为例,旨在将控制测量与摄影测量相结合,通过制订多基线近景摄影测量外业技术方案,利用全站仪、数码相机联合测量获取空间数据、影像数据,应用Lensphoto软件系统实现空三匹配、空三交互、加密匹配生成点云数据,得到三维模型点云数据以及3D景观图的地形影像图。同时,对地形图进行精度验证,满足三等地形测量规范要求,获取传统测量难以比拟的试验效果。该方法具有快速高效的特点,解决传统摄影测量工作繁复的问题。     

基于低空摄影测量的机载LiDAR点云修复方法

针对机载LiDAR点云存在数据缺失造成的空洞问题,研究利用低空摄影测量技术,探索机载LiDAR点云空洞修复的方法。利用低空摄影测量手段获取的遥感影像可以生成高精度的修复点云,并通过将修复点云融合到原始LiDAR点云中,实现对机载LiDAR点云空洞的修复。该方法操作简单、效率高,适用于大面积机载LiDAR点云数据的批量修复,能够为城市三维精细化建模提供重要的数据支撑。     

激光测量采集车在城市部件调查中的应用

车载移动测量技术在国内已经发展了几年的时间,三维点云数据结合多相机曝光的RGB信息可以直接生成真实三维场景,通过该技术手段可以大大提高城市部件数据采集能力。激光点云数据经过处理后,将基于点云采集的城市部件信息导入SuperMap二三维一体化GIS平台,实现了城市部件数据的管理与三维场景展示。     

无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法

地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanner,TLS)能够快速地获取高大建筑物侧面点云数据,但较难获取其顶部点云数据。无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)通过搭载五镜头倾斜摄影相机,能在短时间内获取高大建筑物的顶部影像,并基于摄影测量原理生成建筑物顶部的三维点云。文中针对高大建筑物的三维建模,首先通过UAV影像构建三维点云信息,然后将UVA影像点云与TLS点云数据进行配准后构建其三维模型。以云南师范大学呈贡校区武之楼为例,分别采用单一源的两种数据进行三维建模,并与两种配准后的数据进行三维建模作比较,实例结果表明,配准后的数据建模更完整,效果更好,能更完整地表现出建筑物的信息。     

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。     

基于非量测数码影像的古建筑三维模型重建

基于数字近景摄影测量技术,利用非量测数码相机与全站仪分开作业的方法,获取相关数据资料。本文结合一般摄影测量软件建立文物的DEM、生成三角网、提取点云信息、自动结算三维点坐标,再进行图像配准,解决纹理映射,从而实现古建筑物的三维建模。以沈阳建筑大学八王书院为例,利用三维近景摄影测量软件PPSG2.0对获取的非量测数码影像成功地进行了建模。     

多载体移动测量系统在海塘工程中的应用研究

以钱塘江海塘为试验区域,利用移动测量系统,结合车载移动测量系统与船载移动测量系统,用以获取海塘完整的高精度三维点云数据,通过数据处理实现了对海塘DEM的生成与断面的提取。根据成果检验,分析其可靠性,得到了一种基于移动测量系统的海塘地形信息获取的方法。     

机载激光雷达森林垂直结构剖面参数的沿海平原人工林林分特征反演

中国是世界上人工林面积最大的国家,实时、定量、精确地获取人工林林分特征对于人工林资源监测、管理以及全球碳循环具有重要意义。以北亚热带沿海平原人工林为研究对象,借助机载激光雷达LiDAR(Light Detection And Ranging)点云数据并结合地面实测的55个样地来反演人工林林分特征。首先,构建冠层高度分布剖面CHD(Canopy Height Distribution)和枝叶剖面FP(Foliage Profile);然后,通过Weibull函数分别对CHD和FP进行拟合并提取Weibull参数作为特征变量(第1组);同时,还直接基于点云提取了LiDAR高度变量HRM(HeightRelated Metrics)和冠层密度变量DRM(Density-Related Metrics)(第2组);最后,结合地面实测数据和两组特征变量构建了多元回归模型用于预测各林分特征(即林分密度、平均胸径、胸高断面积、Lorey’s树高、蓄积量和地上生物量)。结果表明:(1)与只使用基于点云的特征变量(即第2组)相比,结合点云特征变量(第2组)和冠层垂直结构剖面特征变量(第1组)的各林分特征预测精度均有所提升(ΔAdjusted R2=0—0.13,ΔrRMSE=0.08—3.65%);(2)对各林分特征预测的结果中,Lorey’s树高(Adjusted R2=0.85, rRMSE=7.66%)和蓄积量(Adjusted R2=0.84,rRMSE=14.27%)的预测精度最高,地上生物量(Adjusted R2=0.78, rRMSE=14.15%)、胸高断面积(Adjusted R2=0.73, rRMSE=14.70%)和平均胸径(Adjusted R2=0.64, rRMSE=15.05%)次之,林分密度(Adjusted R2=0.58,rRMSE=26.16%)的预测精度最低;(3)Weibull函数较准确地反映了亚热带人工林垂直冠层结构,可以有效提高林分特征反演精度。     

车载激光点云数据中行道树三维信息自动提取研究

城市行道树三维信息是城市智慧管理的重要基础信息之一,本文研究了一种基于车载激光点云数据的行道树三维信息自动提取方法。首先,根据行道树点云和周围地面点计算树高;然后,针对残缺树冠点云,应用点云不同方位距离对比计算冠幅;最后,根据树干扫描分层点云,运用RANSAC算子拟合圆模型,计算胸径。通过实际测量数据进行验证,本文方法提取出的行道树信息误差较小,精度较高。     

基于无人机倾斜摄影快速生产DEM方法研究

研究了一种基于无人机倾斜摄影测量数据密集匹配点云,进行点云分类生成DEM的方法。分析了无人机倾斜摄影测量的基本原理和数据处理流程,介绍密集匹配点云的特点及分类算法,梳理点云分类关键步骤和DEM生成要点,针对直接利用三维模型进行人工采集高程点的成图方式效率低及倾斜摄影测量点云产品使用深度不够等问题,提出了一种基于点云分类快速获得地面点的方法,并选取3种不同地形条件区域对该方法进行试验,证明该方法生成的DEM能满足1∶500的地形测量的精度要求。     

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。     

近景图像序列线特征约束的建筑物立面重建

针对单纯利用近景图像序列点特征进行建筑物立面重建存在的问题,该文提出一种线特征约束下建筑物建模方法。首先利用运动恢复结构技术恢复相机参数和空间点云数据,并在此基础上利用多视图立体方法生成三维稠密点云;然后对图像序列进行基于梯度方向的边缘检测及顾及方向和长度的直线特征拟合;再利用多约束条件实现直线特征匹配及提取;最后基于三维点、线特征实现建筑物立面的三维重建。实验结果表明,该方法能有效利用近景图像序列点、线特征的优势互补重建建筑物的几何立面,更好地恢复建筑物立面的轮廓信息。     

倾斜摄影测量技术在地籍测绘领域应用探讨

分析了传统地籍测绘技术领域的不足,提出并阐述了倾斜摄影测量新型测绘技术的基本原理和主要特点,详细论述了利用倾斜摄影测量技术获取倾斜影像数据、基于倾斜影像数据外业像控测量及解析立体空三加密、倾斜摄影实景三维模型处理及优化、基于实景三维模型开展地籍测绘等技术方法.以上海市某行政村为实际案例,介绍了利用低空无人机航摄手段获取试验区域倾斜影像数据、实景三维模型数据处理及优化、基于实景三维模型成果开展地籍测绘等应用,最后展望了倾斜摄影测量新型测绘技术应用于相关行业领域的发展前景.     

基于图割算法的摄影测量点云面向对象分类方法

针对摄影测量点云分类问题,提出一种基于图割算法的面向对象分类方法。由于摄影测量点云质量相对较差,文中首先基于区域增长分割思想,提出一种新的点云体素生成方法,将摄影测量点云聚为不同的对象;然后将不同的对象作为节点,将分类问题建模为一个多标记问题,引入图割算法优化获取邻域内平滑一致的分类结果。利用两组摄影测量点云数据进行实验,正确率分别为87.3%和88.7%,比基于单点的分类方法分别提高2%和2.6%。     

定量结构模型的地面激光雷达单木分割应用

针对传统每木检尺的小班调查因子测量方法耗时长、效率低、人为操作误差大等问题,该文研究了一种定量结构模型(QSM)实现单木的三维重建,并基于地面激光雷达(TLS)所获取的点云数据提取研究区单木的胸径、树高参数.该算法重构了单木的三维模型,且TLS数据所求得的胸径、树高与实测数据具有较好的一致性,提取结果精度较高.本研究采...     

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。