UAV航测和TLS技术在广钢遗址测绘建模中的应用

联合应用地面三维激光扫描技术和无人机航测技术采集了广钢炼钢遗址空间数据,并进行了现状测绘与三维建模。三维激光扫描获取遗址内外高精度点云数据;无人机航测获取遗址顶部点云及周边地形DSM和DOM,将航摄DSM数据拟合到激光点云上,使得航摄DSM精度达到12.6cm,且弥补了激光点云的漏洞;采用融合的点云数据测制了平立剖测绘图,建立了三维模型。上述两种技术优势互补,形成了一种高效率、高精度、全方位的历史遗迹测量与建模的解决方案。     

三维扫描古栈道本体图绘制

针对三维激光扫描技术在古文物本体图制作中的问题,根据点云数据进行本体图的基本思想,提出了一种新的基于三维模型的古文物本体图制作方法。采用均匀分布原则对三维模型与点云数据进行特征信息提取,较好地保留了特征信息;并利用仿射变换将栅格影像分别与基于点云数据与三维模型的特征矢量进行匹配,制作古文物本体图。分析对比数据表明,基于点云的方法匹配精度较基于三维模型的方法稍高,但两者精度均能达到cm级。基于三维模型的本体图制作方法操作直观且制作过程中的误差传递较前者小,是一种在快速的前提下仍能较好保持精度的古文物本体图制作方法,拓展并丰富了有关古文物本体图测绘技术的应用。     

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。     

多源数据融合的三维点云特征面分割和拟合一体化方法

针对单纯利用三维激光点云信息不足的问题,提出融合多源数据对三维激光扫描仪获取的点云数据进行特征拟合的方法。根据地面点云及对应的扫描仪参数生成反射值影像;以反射值影像分割结果作为种子面,基于随机抽样一致性方法分割与拟合一体化;融合彩色影像提取的直线信息确定和验证拟合特征的边界。采用RIEGL VZ-400获取的建筑物点云数据进行了特征拟合试验,证明了该方法的有效性。     

无人机载激光雷达在房地一体测绘中的应用

主要探讨了如何利用大黄蜂四旋翼无人机搭载AS-900HL多平台激光雷达系统完成外业点云数据获取,通过点云解算软件生成高精度点云三维模型,采用CoMapping点云测图软件进行内业测图,形成测图成果后,通过图纸回放外业,进行修补测及间距勘丈的技术方法。通过点位精度和间距精度的验证,充分证明了采用无人机载激光雷达,不但可以达到房地一体测绘的精度要求,而且能够大大提高房地一体测绘的工作效率。     

基于机载激光雷达技术的城市三维数据建设

三维激光扫描技术获取的点云数据是目前世界上先进的测绘新技术成果之一,它不仅可以实现三维场景复制,而且与其他测绘技术手段相比,数据更丰富,精度更高。本文首先介绍了激光点云数据获取的原理,叙述了基于点云数据制作三维建筑体框模型和DEM的技术方案,进而详细讲解了点云数据处理和建立建筑物体框模型的流程。     

利用三维激光点云重构建筑物模型

随着三维激光点云数据获取能力的提升,基于三维激光点云进行建筑物模型重建与立面测绘成为工程应用中常用的方法。三维激光点云数据能够体现建筑物丰富和直观的细节信息,然而海量数据处理给建筑物模型构建带来了极大挑战。本文通过对建筑物的三维激光点云数据进行横切得到建筑物轮廓点,并采用基于遗传算法的TSP算法对轮廓点进行处理以获取建筑物各立面的方程系数,最终实现建筑物模型的构建和获取详细的建筑物立面数据。试验结果表明,此方法可以较好地实现LOD1级建筑物模型的构建,进而为更高（LOD3）级别的建筑物模型构建提供依据。     

三维激光点云联合无人机影像的古建筑重建

古建筑保护是当下测绘领域的热点研究课题,非接触测量是克服传统方法数字化不足、容易造成"二次破坏"的有力举措。本文以哈尔滨红霞街99号外侨私邸为例,提出了一种将三维激光扫描技术和无人机航测技术相结合进行古建筑重建的研究方案。基于三维激光扫描仪和无人机获取的古建筑内外点云数据和影像数据,利用点云数据生成正射影像并绘制平、立、剖面图,创建三维模型,最后以实地量取的建筑物尺寸数据为参考分析得出图纸和模型误差。结果表明：利用三维激光点云联合无人机影像能够高效地进行建筑图纸恢复,创建高精度精细化的三维模型,为古建筑保护提供了一种全新的思路。     

地面激光扫描联合无人机影像的三维模型重建

为了研究精细三维模型的重建方法,本文采用地面三维激光扫描仪采集地物立面点云,利用无人机倾斜摄影技术生成地物顶部和立面点云,滤除无人机的地面点云后,将二者精配准形成完整的地物点云。通过融合后的点云重建三维建筑物模型和景观小品模型,再从激光点云中过滤出地面点类构建地面模型,将三种模型组合成为完整的三维场景。建模结果表明,所融合点云的相对位置精度为9cm,该建模方法可以保证融合点云数据的完整性和三维模型的准确性,为三维模型的精确重建提供了一种新思路。     

低空摄影测量在土遗址保护工程中的应用研究

针对传统测绘手段难以满足日趋精细的土遗址保护工程测绘要求,采用无人机航拍、AGISoft photoscan及Smart3D软件对土遗址进行三维重建,辅以外业精确像控点生成文物精细三维模型、点云、DSM、DEM、DOM、DLG等测绘成果。实验证明,这种方法不仅成本低廉、方便快捷,而且误差小精度可靠,在土遗址保护工程领域有很广阔的应用前景。     

一种基于影像的古建筑点云生成方法

针对现有古建筑数字化保护点云模型生成方法存在的诸多问题,该文采用增量式运动恢复结构技术构建了一种基于影像的古建筑点云模型生成方法,可简单、快速、低成本地实现古建筑点云生成。首先使用普通相机拍摄目标古建筑影像集并平滑预处理,然后使用运动恢复结构技术构建三维稀疏点云模型,最后密集点云加密处理并纹理映射得到古建筑三维点云模型。该方法创新性地将运动恢复结构技术引入古建筑点云生成领域。实验结果表明:该方法能快速构建古建筑三维点云模型,为古建筑数字化保护点云模型建立提供了一种新思路。     

多源异构点云融合技术在古建筑信息留存中的应用

针对单一测绘手段难以获取古建筑表面完整空间信息的问题,本文提出了采用多源异构点云融合技术实现古建筑完整空间信息留存的方法。该方法首先采用由整体到局部的扫描策略实现古建筑主体激光点云数据采集,然后采用低空航空摄影测量技术完成扫描盲区的影像数据采集,最后基于光束法平差理论完成点云数据生产,实现了多源异构点云数据融合。试验表明,该方法能够满足古建筑信息留存的需要,在古建筑保护领域具有较好的推广和借鉴价值。     

基于地面三维激光扫描数据的快速建模

三维激光扫描技术具有速度快、精度高、自动化程度高并且不与物体直接接触等诸多优点,现已应用于古建筑保护、数字城市、工业生产、地形测绘等不同领域。本文利用地面三维激光扫描仪对校内樱花园手形建筑物进行扫描,获取该目标物的点云数据,并对获取的点云数据进行拼接、去噪处理。同时,利用点云数据处理软件Geomagic对目标物进行快速的三维模型重建并达到了预期的效果。     

Image classification-based ground filtering of point clouds extracted from UAV-based aerial photos

With the advent of unmanned aerial vehicles (UAVs) for mapping applications, it is possible to generate 3D dense point clouds using stereo images. This technology, however, has some disadvantages when compared to Light Detection and Ranging (LiDAR) system. Unlike LiDAR, digital cameras mounted on UAVs are incapable of viewing beneath the canopy, which leads to sparse points on the bare earth surface. In such cases, it is more challenging to remove points belonging to above-ground objects using ground filtering algorithms generated especially for LiDAR data. To tackle this problem, a methodology employing supervised image classification for filtering 3D point clouds is proposed in this study. A classified image is overlapped with the point cloud to determine the ground points to be used for digital elevation model (DEM) generation. Quantitative evaluation results showed that filtering the point cloud with this methodology has a good potential for high-resolution DEM generation.     

多平台点云数据的单木参数提取精度分析

以浙江省海宁市4种代表行道树(广玉兰、无患子、悬铃木、香樟树)为研究对象,结合无人机(UAV)影像和三维激光扫描数据,利用ContextCapture、LiDAR360软件完成点云拼接、滤波、降噪和编辑,通过迭代最近点算法实现点云精细匹配,完成多平台点云数据融合,进而得到数字表面模型与数字高程模型,并制作冠层高度模型;采用分水岭分割算法对不同行道树树种的冠层高度模型进行单木分割,并综合局部最大值法实现单木树高、冠幅的参数提取。结果表明,本文方法进行行道树单木分割的精度高,树高、冠幅参数提取值的效果好,满足行道树几何参数调查要求。     

低空无人机航测露天矿三维重构方法与试验

随着无人机应用的普及和数码相机性能的提升,利用无人机搭载数码相机快速获取矿区航测影像,配合适量控制点得到符合精度的三维数据成为可能。本文介绍了一种采用测图鹰X100搭载SONY a7R数码相机进行外业数据采集,借助C++和OpenCV配合少量地面控制点进行光束法平差,并用PMVS算法生成密集点云的低成本快速高效露天矿三维重构方法。通过在露天矿试验,结果表明该方法所得DOM和DSM的平面中误差为0.113 m,高程中误差为0.121 m,邻近地物点间距中误差为0.151 m,均满足1：500地形图国家标准的精度要求。     

基于三维激光扫描点云数据的古建筑建模

针对传统古建筑数字化技术的不足和接触测量对建筑物造成"二次伤害",以西北民族大学蝴蝶厅异地重建项目为例,提出了一种结合三维激光扫描技术和现代测量技术以及本体思维进行室内外一体化三维建模的研究思路。首先给出了基于三维激光扫描技术的建模流程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和提取轮廓线、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行详细论述。本体思维用于基于三维激光扫描的古建筑三维建模,可以有效指导古建筑构件分类建模,提高建模效率。结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的蝴蝶厅精细化、真实感建模,为西北民族大学蝴蝶厅古建筑文化遗产未来的开发、保护、维修、恢复重建与虚拟地理环境等提供高精度的数据基准。     

三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用

传统的古建筑测绘方法需要消耗大量的人力物力,工序繁杂、效率低,而且容易造成古建筑的损坏。三维激光扫描技术采用非接触的方式能够精确获取到古建筑的空间几何信息,通过密集的点云数据可快速复建出三维模型和二维专题图。本文以南京鸡鸣寺药师佛塔为例,对三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用情况进行了探讨,经验证,使用该技术可快速获取古建筑的现状信息,对于实现古建筑的三维可视化、建立数字化档案具有重要的意义。