三维激光扫描技术在海岸线测绘中的应用

利用三维激光扫描技术对不易施测的海岸带进行激光扫描,可解决传统海岸线测绘中常出现的岸线难以分辨或者难以到达的问题,从而提高海岸线测绘的精确度和完整度。本文通过三维激光扫描技术采集激光点云数据构建高精度的数字高程模型来提取海岸线,并对数据结果进行精度分析比对,可获得符合要求的高精度海岸线和海岸带的三维模型,作业效率与测量精度也得到提高。该项技术完全可以应用于海岸线测绘,具有广阔的前景。     

船载三维激光扫描海岸岛礁地形测量技术体系构建

海岸岛礁地形测量作业主要采用实时动态差分定位系统(real time kinematic,RTK)和全站仪相结合的测量作业模式,但在陡峭的悬崖地区、大面积的滩涂、沼泽,以及困难地区岛礁等,很难通过RTK作业方式实施登岛/登点测量,难以满足海岸岛礁应急作业的需求。开展了船载三维激光扫描地形测量关键技术研究,通过系列专业软件开发、技术试验、规程编制和生产作业等技术途径,构建了船载三维激光扫描地形测量技术体系,将大大减轻海岸岛礁地形测绘的劳动强度,加快数据更新和产品保障周期。     

船载多传感器综合测量系统点云实时显示技术

船载多传感器综合测量系统集成了三维激光扫描仪、多波束测深仪、GNSS、IMU、传感器稳定平台等传感器,采用非接触式的测量方式同步获取水上水下地形,在海岸带和海岛礁测绘中有巨大的应用价值。由于测量瞬时数据量大,系统点云实时显示是采集软件的重要组成部分。在有效地控制时间同步的前提下,优化数据融合效率,采用VTK(visualization toolkit)技术实现了海岸线上下一体化点云实时显示,有效地提高了系统的信息挖掘能力和现场决策支持能力,最终实现了水上水下一体化测量。     

三维激光移动测量系统在海岛礁测量中的应用

主要介绍三维激光移动测量系统的发展现状及应用方向,初步阐述了其工作原理,并把该技术成功应用到长山水道海岛礁岸线地形测量,将测量系统设备安装在船上,在快速移动航行过程中采集岸边激光点云和全景影像,内业通过数字化测图提取海岛礁地形数据,并对设备采集的数据进行了精度分析,表明该技术在岸线地形以及实景采集等测量工作中的可行性。在100米范围内,测量精度可达10cm,测量精度验证结果是:东方向均方差为0.11m,北方向均方差为0.122m,高程方向均方差为0.138m,全景影像分辨率8 192×4 096。     

船载与机载激光测深的比较

将船载系统与机载系统的计算参数进行了比较，得出结论，从而证明船载激光测深实验对机载激光测深有着重要意义。     

双星移动目标监控系统的设计与实现

简要介绍了北斗卫星导航定位系统的定位原理和特点。根据北斗卫星导航定位系统的特点设计了一套基于北斗卫星导航定位的双星移动目标监控系统,并详细分析了系统的功能、特点及应用前景。     

一种移动空间信息服务系统的设计与实现

在介绍移动空间信息服务系统(MSISS)的概念、体系结构及技术背景的基础上,探讨了MSISS系统中导航定位、移动通信、嵌入式系统、移动计算等关键技术,提出了一种具有创新性的设计与实现策略。     

基于点云的船闸精细化三维建模

由于船闸相对于一般建筑物具有规模大、精度要求高、附属物多、空间结构复杂等特点,采用三维激光扫描技术和三维实体化建模技术对飞来峡船闸进行精细化建模。以飞来峡船闸为实验目标,利用迭代最近点法和低通滤波算法完成机载-地面点云的配准、去噪,通过3Ds Max软件实现船闸三维重建;对比倾斜摄影测量模型,采用误差和相对中误差对船闸精细化模型进行质量评价。研究结果表明：本文构建的模型平均相对中误差为1/10 492,满足船闸建模的精度需求。与倾斜摄影测量模型相比,本文构建的模型准确性高,其平均精度提升了98.78%,极值精度提升了34.50%。     

基于多平台LiDAR测量系统的潮间带快速测量方法

为提高潮间带地形地貌测量的精度和工作效率,降低作业成本,引入多平台LiDAR测量系统。针对面状、带状和散点状等不同形态的潮间带,对比分析背载式、车载式、机载式和船载式等不同平台的LiDAR测量系统的适用性和技术特点,提出一种基于多平台LiDAR测量系统的潮间带快速测量方法。并结合实例分析,该方法安全高效且精度可靠,可作为潮间带快速测量的一种新方法。     

船载水上水下一体化测量技术及应用——以舟山册子岛为例

近年来, 船载水上水下一体化测量技术在海洋测绘领域发展迅速.该技术主要通过对多波束水深测量系统、激光扫描系统、定位定姿系统等设备的集成, 实现水上水下一体化无缝测量.以舟山册子岛区域为例, 利用船载水上水下一体化测量技术, 成功实现了水上水下一体化无缝测量, 并完成了水深及地形成果整合, 阐明该技术在应用中的优缺点, 并探讨了船载水上水下一体化测量技术在海岸带地质调查的应用前景及发展方向。     

基于车载激光扫描数据的窗户提取与重建技术

借鉴投影点密度的思想,提出了一套从车载激光扫描数据中提取和重建窗户的方案。首先,将建筑物立面点云投影到立面平面,通过建立不规则三角网(TIN),比较三角形边长来提取窗户边缘点。然后根据边缘点的分布建立格网,计算格网内的投影点密度,分类出代表窗户区域的子块并对同一窗户内的子块进行聚类。将得到的窗户在立面平面上的二维坐标代入立面平面方程,并结合窗户的厚度进行解算得到窗户立体模型各角点的三维坐标。最后利用方案对建筑物立面点云数据进行了具体处理并给出了窗户的提取和三维重建的效果。     

琼州海峡三维电子海图系统设计与实现

针对目前以二维显示为主的电子海图系统存在的可视化效果不够理想的问题,以琼州海峡三维电子海图系统开发为例,在扼要介绍琼州海峡概况及其数据预处理的基础上,针对该系统的功能设计要求,重点对基于ArcGIS的基础数据处理、3D Max的海图符号三维建模和Skyline的三维场景搭建等关键技术内容进行了详细介绍.结果 表明,该三...     

海岸带地形快速移动测量技术

为解决海岸带地形变化迅速、测量困难等现实问题,首先分析了移动测量系统的技术特点,介绍了移动测量系统的组成与涉及的关键技术,然后提出了基于移动测量技术的海空地一体海岸带机动测量方案,并根据海岸带地形测量的不同需求设计了适应作业的测量平台、作业模式及主要功能,为海岸带、海岛礁地理信息快速更新与应急保障提供了应用参考与技术支撑。     

基于IDL的LiDAR标准数据格式解析与读取

以LAS的发展历程为主线,介绍了LAS的起源和发展,解析了LAS 1.0的结构及最新版本LAS 1.4的格式。针对目前LiDAR软件相对落后的现状,基于IDL和ENVI开发了LAS数据快速读取与三维显示模块,并与常用的LiDAR数据读显软件进行了比较。实验证明,本文的读显模块速度位居首位,显示效果良好,同时在资金成本与定制开发方面也独具优势,可为LiDAR数据后续快速处理奠定技术支撑。     

基于三维声纳点云的水下沉井地形探测技术

为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法.首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽稀法、基于欧式距离的区域自生长算法的点云去噪方法和基于K-means++聚类算法的沉井水下地形分割...     

实时水边线船载摄影测量系统研究与开发

针对水边线测绘现有方法存在的高作业风险、高成本等问题,提出一种基于船载摄影的实时水边线测绘新方法。通过数码相机、船用GNSS罗经与IMU集成,研究传感器标定、设备组网、自动化数据采集、数据融合等方法,构建多约束条件的自由网光束法空中三角测量模型,完成实时水边线测绘系统的研发。应用结果表明,100 m拍摄距离下,系统绝对定位最大误差为0.258 m,中误差为0.128 m,精度可满足1∶1 000及以下比例尺水边线测绘的要求;本系统可切实有效地解决实时水边线测绘现有技术的不足,具有低成本、高精度、高效率、持久续航、一体化等显著优势。     

基于LiDAR回波强度数据的潮间带植被滤波方法

地面三维激光扫描技术以其高精度、高密度等优点,在潮间带地形测量中得到了非常广泛的应用。为了对潮间带地形地貌进行精确反演,必须对点云数据中的非地面点(主要是植被点)予以滤波。对地面三维激光扫描回波强度数据的距离效应进行改正,利用改正后强度数据实现了一种快速精确的植被滤波方法。实验结果表明:与商业软件利用点云几何信息进行植被滤波相比,根据回波强度数据进行植被滤波的精度约为75%,且大大减少了计算量,对潮间带高精度三维地形重构有重要研究意义和应用价值。     

基于改进SICP算法的多源点云配准研究

三维激光点云数据具有精度高、数据获取高效、几何信息丰富的优势,在地形数据获取方面起到了越来越重要的作用。但在实际的外业测量中,由于视场角限制,一般都难以获取待测物体完整的点云数据,发生数据缺失现象。而根据摄影测量技术生成密集的影像点云,能获取复杂区域的测量数据。针对三维激光点云数据外业采集缺失的状况,结合影像密集点云特征,提出了一种加入动态迭代因子和分步最优求解尺度的改进尺度迭代最近点(scaling iterative closest point, SICP)算法,对影像点云与三维激光点云进行配准研究。实验结果表明:基于改进的SICP算法提高了影像点云与三维激光点云的配准精度、减少了迭代次数,能有效解决不同源平台获取的点云数据融合问题。     

三沙永乐龙洞的三维形态

三沙永乐龙洞是世界已知最深的海洋蓝洞,其三维几何参数和精细形态与蓝洞的形成和演化密切相关。2017年,采用ROV(Remote Operated Vehicle)和多波束系统对龙洞测量,获取了龙洞精细的水深和三维形态数据。本文利用获取的点云数据建立了龙洞的精细三维模型,计算了龙洞的几何参数,展示和分析了龙洞的三维形态特征。龙洞底部基于当地10 a平均海面的水深为301.19 m,体积1 417 149 m³,表面积98 151 m²,其形态复杂曲折,洞体平面总体向东北方向展布,洞口中心点与洞底部尖角水平错位距离约118 m,整体上酷似一只“运动芭蕾舞鞋”。洞体在垂向上分为5层：洞体Ⅰ为洞口部分,呈现浅盘口状,坡度平缓;洞体Ⅱ和洞体Ⅲ呈现近似圆柱体,垂直下降,宽度均匀;洞体Ⅳ形态极为复杂,其体积最大,形态在90 m和158 m处出现2次北向转折;洞体Ⅴ向东北延伸,洞径逐渐收窄变小,形成碗形洞底,洞底平均宽度约36 m。洞体内壁凹凸不平,存在窝穴、突起、波纹、侧洞、横向沟槽、台阶、纵向断裂等小形态特征,展现了龙洞内部形态的复杂性。龙洞的整体复杂大...