地市级实景三维城市建设及应用——以实景三维临沂建设为例

实景三维城市已成为三维空间支撑基础设施,是新型基础设施建设的重要内容,地市级实景三维城市建设是全面构建实景三维中国的基础。本文结合实景三维临沂的建设,提出了在低重叠度下,激光点云与倾斜摄影多源数据深度融合技术快速构建城市级实景三维城市的技术流程与体系,其数据成果在大比例尺地形图测绘、智慧临沂时空信息云平台建设、三维不动产登记管理等方面被深入应用,对推动城市级实景三维城市建设及应用具有实践意义。     

基于车载点云数据的道路交通指示标志检测方法

测绘技术硬件、软件技术的发展为三维地理空间数据的高效获取提供了有效便捷,随着测绘新技术的发展与成熟,为实景三维中国、新型基础设施建设等提供重要支撑。基于此,本文基于移动车载激光扫描点云数据,研究并提出一种道路交通指示标志检测方法,提升道路交通指示标志检测效果,探索智能化测绘的实际应用。首先,按照车载激光扫描系统采集车载点云数据时,存储的扫描点反射角度,构造双向扫描线索引,按照扫描线上车载点云数据的空间分布特征,通过移动动态窗口分类交通指示标志与其余地物车载点云数据;其次,通过Canny边缘检测算法,在交通指示标志车载点云数据内,提取交通指示标志边缘信息;最后,在双线性卷积神经网络内输入交通指示标志边缘信息,提取交通指示标志特征,结合支持向量机,输出交通指示标志检测结果。实验证明：该方法可有效采集道路交通环境的车载点云数据;可有效分类交通指示标志与其余物体车载点云数据,并完整提取交通指示标志边缘信息,完成道路交通指示标志检测;在不同光照条件下,该方法的道路交通指示标志检测的一个用来评价二分类模型优劣的常用指标AUC值均接近1,检测精度较高。     

实景三维中国建设布局与实现路径思考

实景三维中国建设作为"十四五"期间基础测绘的重要建设任务,相关成果可以为经济社会发展和自然资源综合管理提供地理信息三维数据底板.本文从实景三维模型的应用需求出发,分析了实景三维模型国内建设进展和技术基础,以及在建设和应用中存在的问题.在此基础上,提出了由全国地形级、城镇景观级、地物实体级三维模型构成的实景三维中国总体建设布局和以技术、数据、标准、机制建设为核心的实现路径.     

实景三维中国建设的基本定位与技术路径

当前国家大力推动数字化发展,推进数字经济、数字社会、数字政府建设,驱动生产、生活和治理方式的全面深入变革,对基础测绘产品与服务提出了新的更高要求。针对这一重大需求,自然资源部提出实景三维中国建设,研制能客观真实地反映人类生产、生活和生态空间的实景三维信息产品,构建能与现实三维空间实时互联互通的数字三维空间,为数字中国提供新一代的三维时空信息框架,提供高质量时空信息产品与高水平时空信息服务。这既是今后一个时期国家和地方基础测绘的重大任务,也是一项涉及因素复杂、技术难度极大的科技工程。要切实做好这项重要工作,应深化科学认知,厘清技术逻辑,明确基本定位,做好顶层设计。分析了实景三维中国建设的发展背景,讨论了其基本定位和总体技术逻辑,提出了主要的技术实现路径。     

机载LiDAR铁路测绘关键技术及应用

利用机载LiDAR点云数据提供的铁路地物形状特征与影像的灰度、光谱、纹理等信息进行了匹配、融合,对铁路专题要素信息的自动提取关键技术进行了研究,根据不同地物的特征提出了相应的自动提取方法,实现了对轨道及铁路附属设施要素的自动识别与提取,并在郑州铁路局进行了规模化应用,显著提升了铁路测绘的自动化水平,为既有铁路测绘和地理信息数据快速更新提供了重要的技术支撑和安全保障。     

基于贴近摄影测量技术的实景精细建模

近年来,随着倾斜摄影技术以及建模软件的不断成熟,实景三维建模技术取得了迅速的发展与广泛应用.但受到航摄死角、地物遮挡以及影像错误匹配等影响,通过倾斜摄影技术构建的实景模型存在局部几何结构粗糙、空洞等现象.本文主要研究基于航空摄影测量和贴近摄影测量技术采集影像,并利用实景三维建模技术将无人机影像处理得到的点云与贴近地面采集的地面影像处理后得到的点云融合进行精细化实景建模.并以山西省大同市煤炭地质公园试验数据为例,融合无人机倾斜影像数据与贴近地面影像数据,使用Context Cap-ture(原名Smart 3D)处理软件进行点云融合局部精细建模,使模型精细化程度大大提高,能够真实反映地形地貌.     

点云智能研究进展与趋势

随着以激光扫描、倾斜摄影为主的各种现实采集(reality capture)装备的快速发展,点云已成为继矢量地图和影像数据之后的第三类重要的时空数据源,并在地球科学、空间认知、智慧城市等科学研究和工程建设中发挥越来越重要的作用。如何从点云大数据中快速、准确获取精准有效的三维地理信息成为测绘地理信息领域的科学前沿和地学应用研究的迫切需求,也是三维地理信息获取与建模面临的重大难题。点云智能应运而生,并成为突破上述难题的科学途径。本文围绕点云智能中的三个重要方向:点云大数据处理的理论方法,点云大数据智能处理关键技术和重大工程应用,阐述点云采集装备、智能化处理,以及科学研究与工程应用的最新进展,最后对点云智能的重要发展方向趋势予以展望,希望为点云研究相关人员提供科学参考。     

基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法

针对利用正射影像绘制地形图时远地地物遮挡近地地物的问题,研究基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法。将无人机倾斜影像通过空三加密、点云数据匹配、三维TIN构建与纹理映射建立实景三维模型,并绘制地形图。实例证明,通过该方法绘制的地形图平面方向中误差为0.070m,高程方向中误差为0.066m,点位中误差为0.096m,此精度满足大比例尺地形图的绘制要求,应用优势明显。     

三维激光扫描技术检测测绘成果精度的应用

测绘成果的精度检测是测绘生产技术流程的必要环节。采用三维激光扫描仪获取激光点云数据,基于点云从数学精度、地理精度两方面检测测绘成果的质量:在点云中识别提取对应的地物平面坐标、高程注记点高程值,量取地物点间距,生成测绘成果数学精度的统计表;基于点云立体交互检查地理要素的遗漏、表达准确性。该方法完善了三维激光扫描测绘生产技术体系,与传统检测方法相比,具有直观、客观、高效率等特点。     

一种基于CityGML的三维模型单体化方法

实景三维中国建设应满足自然资源管理与社会经济发展需求,因此需要对基础地理信息产品进行实体化改造,三维模型单体化正是实体化改造的关键环节。本文提出了一种基于CityGML的三维模型单体化方法,首先根据地物实体轮廓的二维矢量面提供的顶点坐标及高程信息,构造墙面、屋顶等多边形平面组成地物的简单三维表达,然后配合渲染到纹理技术（RTT）进行纹理贴图,基于CityGML为每个二维矢量面对应的地物重构出有语义、有LOD层级的三维模型。该方法能够高效地实现三维模型单体化,且成果模型容量小,可满足各种实景三维应用需求。     

室内移动测量系统在新型基础测绘中的应用

室内移动测量系统在北京市新型基础测绘体系空间实体建设中发挥着重要作用。本文提出了室内移动测量系统在新型基础测绘体系空间实体建设中的技术框架,该框架包括室内外数据采集、处理流程与方法、多源点云数据拼接与融合及一体化点云和全景影像数据在全要素三维建模中的应用。并以NavVis M6室内移动测量系统为试验设备,选取怀柔区金隅水泥厂地区作为开展北京市新型基础测绘的试点区域。结果表明,本文室内移动测量系统作业流程可满足新型基础测绘体系空间实体建设的需求。     

三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势

三维激光扫描直接对地球表面进行三维密集采样,可快速获取具有三维坐标(X,Y,Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布三维点云,成为数字化时代下刻画复杂现实世界最为直接和重要的三维地理空间数据获取手段,在全球变化、智慧城市、全球制图等国家重大需求和地球系统科学研究中起到十分重要的作用。目前,在传感器技术和国家需求的双重驱动下,三维激光扫描在硬件装备、三维点云数据处理以及应用3个方面取得了巨大的进步,同时也面临新的挑战。本文以三维激光扫描的发展历史为线索,总结了三维激光扫描系统的现状、三维点云数据处理的关键进展以及在测绘地理信息等领域的典型应用,并分析了三维点云数据处理面临的挑战,最后展望了三维激光扫描与点云处理的发展趋势。     

城市级地下管网BIM建设及应用

随着测绘地理信息技术和BIM技术在城市发展中的深入应用,城市级地下管网BIM建设成为智慧城市建设三维实景中国建设中的必要一环。本文结合新型基础测绘在地下空间测绘中的应用,提出利用地下管网测绘数据与BIM深度融合技术快速构建城市级地下管网BIM的技术流程和体系,构建了城市级别(GIS)场景下的精细化BIM模型,实现了测绘数据与设计数据的无缝融合,打通了多专业协同中与测绘数据融合的通道,为看不见的地下城市建设提供准确的三维空间数据底座。基于本文研究成果,以某城市为应用案例,在城市排水管网改造工程、智慧水务云平台建设、智慧管廊施工管理等领域进行了应用,验证了本文研究的可行性、有效性和应用价值。     

面向数字孪生城市的智能化全息测绘

以大数据、物联网、人工智能、虚拟现实、云计算、智能驾驶等新技术为代表的信息化浪潮席卷全球,数字世界与物理世界正形成两大平行发展、相互作用的体系,数字孪生技术应运而生。随着物联网技术（IOT）的发展,数字孪生的理念被引入到智慧城市建设中来,深刻影响着城市规划、建设与治理。笔者所在单位面向数字孪生城市和自然资源统一监管对测绘地理信息的新需求,在全国开创性地开展了面向数字孪生城市的智能化全息测绘试点工作。本文结合上海市智能化全息测绘试点工作,从数字孪生城市、数字孪生城市对地理信息的新需求、智能化全息测绘关键技术及测绘成果等方面展开了论述,重点介绍了智能化全息测绘的技术体系和产品体系,以及在社会各领域的应用成果。     

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。     

徕卡三维激光扫描系统在建筑物精细建模中的应用

三维激光扫描技术作为一种新的测绘技术手段改变了传统的测量模式,利用三维激光扫描技术可以快速、高效、连续地获取海量的点云数据,通过处理可以快速得到被测目标的三维模型。本文主要结合徕卡Scan Station P40三维激光扫描系统介绍其在复杂建筑物精细建模中的应用,通过对点云数据及建模精度分析,得出了有益的结论。     

机载LiDAR技术支持下的荒漠地区1:10 000地形图测绘与研究——以内蒙古阿拉善地区为例

尝试应用机载LiDAR技术测绘1：10 000比例尺地形图3D（DLG、DEM、DOM）产品,给出了机载LiDAR测绘3D产品的技术流程,并选择荒漠地区作为试验区,验证了此种技术方法在荒漠地区测绘3D产品的可行性,分析了成果精度。试验证明,该方法可以满足荒漠区域的1：10 000比例尺3D基础数据生产要求,且具有外业工作量小、自动化程度高、成图快、高程精度高、受外界环境影响小等优点,同时也总结了该方法中有待完善之处。该方法为荒漠地区3D基础测绘数据获取提供了有益借鉴。     

智慧地球时代测绘地理信息学的新使命

本文首先指出智慧地球是数字地球、物联网和云计算等有机的融合,随后分析了智慧地球的主要特性,并重点阐述了智慧地球时代测绘地理信息学的新使命。作者认为我们已经从绘制地形图为主的小测绘发展成为当今以地理空间信息服务为主的大测绘,现在必须抓住机遇,不失时机地拓展智慧地球时代测绘地理信息学的新使命,将传统测绘提升为能够实时、智能地采集和处理海量空间数据、提供空间信息和知识服务的智慧测绘新阶段。     

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。