机载激光雷达技术在长江三峡工程库区滑坡灾害调查和监测中的应用研究

机载激光雷达技术是一种利用激光对地表三维坐标精确信息进行采集的新型遥感技术。本文以长江三峡工程库区滑坡灾害调查和监测应用为主要研究目标,通过对试验区的机载激光雷达数据的获取和处理,得到了精度很高的机载激光雷达DEM产品,并从定性和定量两个方面进行了机载激光雷达技术滑坡调查和动态监测应用试验。研究表明机载激光雷达山体阴影图能够直观表达微地貌形态;机载激光雷达坡度和地表粗糙度图像能够提供精确的微地貌特征量;利用多期机载激光雷达数据进行滑坡动态监测,可以掌握一定时间段内滑坡体的变形趋势和特征,并精确测算变形量。     

一种机载雷达点云数据的快速分类方法

机载激光雷达扫描技术可以以点云形式快速获取地形表面高精度三维信息。基于激光雷达扫描数据及建筑物本身的拓扑信息就可以对建筑物进行精确的重建,而重建中最关键的技术是对点云数据进行分类,进而进行地物识别。对大规模三维点云数据进行快速分类,提出一种采用区域分割结合基于最小二乘平差的多项式拟合方法,将大量离散的三维点云分割后进行多项式拟合,并将二维数据分类转化为一维数据分类。在分类的基础上,将建筑物几何规则作为约束条件提取了房屋边缘。实验分析表明,该方法既能去除多余噪声,又能有效保留特征点,分类的总误差率低于3%。     

激光雷达测量技术在地学中的若干应用

对激光雷达测量技术在全球冰川监测、局部断裂带提取、滑坡监测和稳定性评价以及海岸线提取和海岸侵蚀等方面的应用做了较为全面的综述.作为一种新型的对地观测手段,激光雷达(含星载、机载、车载和地面)的应用已经从传统的测绘扩大到包括文物保护在内的诸多其他应用领域.所综述的激光雷达技术在地学研究中的4个应用方面,是传统地学研究中与全球变化和人居环境最为密切的方向.分析表明,激光雷达技术在这些研究方向中的应用大有作为.      

机载 LiDAR 点云更新1∶1万 DEM 关键技术探讨

结合 TerraSolid 对机载激光雷达数据进行后处理的生产流程,重点分析利用 LiDAR 数据提取 DEM 的几个关键技术：滤波技术、航带拼接技术、特征线＼特征点参与 DEM 构建技术以及点云人工编辑分类后航带间高差超限的补救性处理方法。     

基于机载LiDAR数据的海地地震震后建筑物信息提取与三维建模

机载激光雷达技术(LiDAR)可以直接获取地表高精度三维信息,载有LiDAR设备的飞机可深入到震后交通遭受严重破坏的重灾区,快速对大范围区域进行数据采集及数据分析,为灾情信息获取与评估以及震后救援提供技术支撑。本文对获得的海地雅克梅勒(Jacmel)地区震后LiDAR点云数据进行了处理和分析,通过提取建筑物矢量,生成数字地表模型(DSM),探索了震后建筑物信息提取及三维建模方法,创建了真实可量测的三维建筑物模型。结果表明,由于雅克梅勒地区距离震中较远、建筑物破坏程度较低,震后大部分建筑物完好,基于激光点云数据的震区建筑物三维重建效果较好。     

城市三维地质数据组织与管理方法研究

城市三维地质数据的组织与管理是城市三维地质信息系统建设所面临的首要难题。通过对城市地质调查成果数据和城市三维地质信息系统用户需求的分析,将城市三维地质数据抽象、概括为“两个层次、四大类别”。“两个层次”是指城市三维地质数据包括原始数据和解释成果数据这两个层次;“四大类别”则是将城市三维地质数据分为地理空间数据、原始勘察数据、专业解释数据和三维地质建模数据等四个大类,其中地理空间数据和原始勘察数据属于“原始数据”这一层次,专业解释数据和三维地质建模数据属于“解释成果数据”这一层次。论文还按照地质数据所涉及的专业标准,将城市三维地质数据划分为多个专业库,这可满足不同专业的工程人员的应用需求。根据三维地质建模的要求,特别提取出经特殊解释后的三维建模数据,以实现对地质数据的三维可视化显示与分析。这种数据组织与管理方案已经成功的应用于北京、上海等城市的三维地质数据管理和服务系统之中。     

LiDAR技术在活动构造研究中的应用

沿断裂带的大比例尺地貌填图是活动构造研究的重要基础。传统方法一般通过遥感、航片解译以及典型地点的实地测量进行详细填图。因此传统方法一般只能获得二维变形特征,或者局部的三维变形。激光雷达测量(Light Detection And Ranging-LiDAR)技术优势为对地貌的高精度、全方位、三维直接测量,可以为活动构造研究提供沿整条断裂带的高精度地貌高程基础数据。基于LiDAR数据的量化分析是未来活动构造研究的趋势。目前,美国、欧洲、日本以及我国台湾地区等均已经开展沿主要活动断裂带的大规模机载LiDAR测量。与传统方法相比,LiDAR技术在森林覆盖区和城区的活动断裂填图中具有巨大的优势,在沿断裂位错测量上也更精准,更有效。并且震前与震后LiDAR数据对比也是研究同震变形特征、探索断裂发震模式的重要手段。本文综述LiDAR技术在活动构造研究中的主要应用,介绍LiDAR技术在活动构造研究中的优势与前景。分析表明,激光雷达技术在活动构造研究中的应用势在必行,沿国内主要活动断裂带的机载LiDAR测量将成为未来国内活动断裂研究基础数据获取的重要手段。     

机载多普勒天气雷达及应用研究进展

机载多普勒天气雷达由于其灵活机动性,在台风、暴雨等灾害性天气系统中尺度三维精细结构研究中发挥着重要作用.对机载多普勒天气雷达技术及其资料应用进行了概要性综述,主要从机载多普勒天气雷达发展历程、4种主要机载多普勒雷达技术特点、雷达天线扫描策略、单多普勒雷达风场反演技术、双多普勒雷达风场反演技术、雷达资料同化以及目标观测等方面进行阐述和分析;着重讨论了应用中需要解决的问题.最后,指出发展具有快速扫描和双偏振功能的机载相控阵多普勒雷达是机载天气雷达的发展方向,它可以获取高时空分辨率的探测数据,能够对云和降水系统的三维精细动力结构、热力结构以及微物理结构等进行综合研究.     

机载LiDAR数据加工DEM产品技术研究

重点讨论基于不同软件平台下,机载LiDAR数据加工DEM测绘产品工艺技术研究。针对原始LiDAR点云集数据拼接、系统精度纠正、预处理→地面高程点提取→非地面点滤波分类→数字地面模型编辑→数字高程模型网格化→DEM产品质量检验等生产工艺流程进行研究。通过对LiDAR数据滤波分类处理算法应用研究,实现不同地物类别点云自动化提取。同时针对高精度的DTM、DEM数模产品拓展应用,重构地表模型三维虚拟成像。     

Lidar点云数据中建筑物的快速提取

Lidar技术可快速获取地表的高精度三维点云数据, 目前对此类数据的分类却是速度慢、精度低, 尤其是城市区域建筑物和树木靠得较近时更是难以准确提取建筑物.介绍了一种基于点云数据生成距离影像, 而后引入对比度纹理辅助的点云数据建筑物快速提取方法.结果证明, 该方法不需要其他辅助数据就能实现点云数据中建筑物的快速提取.      

面向数字化转型的城市全空间三维数据体系建设及应用研究

当前上海正在大力推进城市数字化转型,城市建设运营管理各个方面都需要精准的城市运行治理一张图。本文着重研究了城市地上地下、室内室外全空间的三维数据体系构建和应用的方法,从数据内容、数据标准、数据引擎、数据分析和数据更新等方面进行了研究和探讨,本文的研究对于今后满足城市数字化转型的全空间三维数据的采集、建设和完善具有指导作用。     

机载LiDAR技术在密林区低频泥石流沟调查中的应用

机载LiDAR是一种主动扫描式遥感技术,其激光脉冲信号能部分穿过多层植被的间隙直达地表,快速获得剥离植被层后的地表高精度三维数据与影像,从而实现真实刻画地貌轮廓和精细揭示地表特征。低频泥石流沟发生间歇期长,地表植被较茂盛,常用的光学影像、InSAR等遥感技术对其解译存在一定的局限性。盐田区地质灾害详细调查采用机载LiDAR技术,提取了0.2 m分辨率的地表DEM数据,生成了精细的山体阴影图像,初步建立了泥石流机载LiDAR图像遥感解译标志,在此基础上对17条沟谷进行了判释,最终确定了4条低频泥石流沟,再结合机载LiDAR的DEM影像详细调查了泥石流沟的形态特征、物源分布,初步分析了泥石流沟的现今活动性。实践证明,在植被覆盖率高的地区,机载LiDAR图像的可解译性明显好于传统的光学遥感,适用于泥石流等地质灾害隐患的早期识别与后续调查。     

基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例

探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。     

基于激光雷达技术的三维数字露头及其在地质建模中的应用——以巴楚地区大班塔格剖面礁滩复合体为例

介绍了激光雷达技术的工作原理以及数据的采集、处理和解释方法,展示了三维数字露头的构建过程。以塔里木盆地巴楚地区大班塔格剖面中奥陶统一间房组礁滩复合体为研究对象,在真实的三维数字露头地质构架下,以岩相与岩石物性关系为约束,构建了礁滩复合体三维地层结构模型、沉积相模型和储层模型,其结果真实地反映了地质情况。研究表明,基于激光雷达技术的三维数字露头改进了传统的露头建模研究方法,极大地提高了地质模型的精度,能为勘探开发提供有效指导。     

地层建模中钻井与地质平面数据间偏差检测及修正

三维地层模型的精度直接影响其应用价值,利用多元数据耦合建模是提高模型精度的重要策略。在分析影响三维地层模型精度因素的基础上,以钻井数据和地质平面数据耦合建模为例,研究了在构建地层界面时两类数据之间偏差的自动检测及修正方法,该方法主要应用了GIS空间探索性分析技术及钻井影响域技术,其基本的思路为：提取一地层面的钻井数据和地质平面数据,合并后建立Voronoi图;利用分配给Voronoi图中每一单元的熵值或聚类属性,检测钻井数据相对于地质平面数据的偏差情况,提取存在较大偏差的钻井;利用钻井影响域技术对地质平面数据有针对地进行局部修正。测试结果表明,该技术能够实现多元地层建模数据的一致性处理,效率高、结果相对可靠。     

基于地震属性体的三维探地雷达快速解译技术

利用三维地震数据属性提取与分析的方法,对三维探地雷达数据进行属性分析、快速解译。研究表明,空洞、脱空、疏松体、富水体等城市病害体在三维探地雷达数据体的水平切片及垂直剖面上均存在明显的差异。以厦门市环岛路地下管线探测为例,进行三维探地雷达数据属性分析,通过对比,发现管线在振幅体、方差体、构造体等属性切片上都存在明显异常,其中方差体切片对管线的反映更为清晰,表明在以管线为目标的探测中三维探地雷达三维数据体的方差属性更为敏感。     

地质大数据可视化关键技术探讨

详述了地质大数据可视化的研究内容,从应用角度可将其分为:表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨,包括:地质体三维可视化动态精细建模技术;基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术;针对地质大数据的可视化分析技术;基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。     

基于建筑高度和地层厚度的城市地下空间占用深度快速评估方法——以杭州市为例

城市高密度的建筑物事实上占据了位于其下部一定深度的地下空间资源,其占用深度对城市地下空间（UUS）网络化开发具有重要影响,因此,在UUS规划前,需要掌握规划范围内地下空间占用深度和空间分布格局。UUS占用深度除地下建筑物深度外还包括下部地基持力层深度,其与建筑高度和场地地质条件相关。本文提出基于建筑高度和地层厚度的UUS占用深度快速评估方法,以杭州主城区为研究对象,通过实测建筑高度数据和收集建筑基础数据建立评估数学模型,利用百度建筑数据和杭州三维地质模型生成的地层厚度数据,并基于GIS平台的空间分析,实现了对杭州市主城区建筑地下空间占用深度的快速评估。研究成果为城市地下空间规划所需的大范围地下空间占用情况提供了高效的评估手段。     

一种新的实用型城市基础信息采集系统--轻型飞机成像光谱集成技术系统

1∶5 0 0 0比例尺城市用地和建筑物分类制图是目前城市规划和管理领域迫切需要的基本图件之一。本文从该图件对机载成像光谱图像数据的客观要求出发 ,介绍了一种新的城市基础信息采集系统的组成、应解决的关键技术问题、所采集的成像光谱数据的几何和分类精度及实际生产作业效果     

3D GIS支持下的城市三维地质信息系统研究

介绍了3D GIS的发展现状与应用前景，详细地讨论了基于3D GIS构建的城市三维地质信息系统的设计思路和结构功能。在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上，采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市三维地质数据建模系统。另外，针对城市三维地质数据的特点，探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题，为系统功能的最终实现提供了完整的解决方案。