车载LiDAR点云中交通标线的提取方法

交通标线,作为道路上重要的交通标识,为司机和行人提供重要的引导信息。车载激光扫描系统(车载LiDAR)可以快速获得被测目标的表面三维坐标信息,为提取高精度三维交通标线提供了可靠数据源。本文通过分析道路点云数据的平面距离、点云强度、点云密度等特征,将点云数据归化成地理参考强度图像。针对生成的二维参考图像,充分借鉴图像处理中目标分类与识别的手段,将交通标线信息准确提取出来。实验表明,该方法可行、有效。     

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。     

Ground-based hyperspectral imaging and terrestrial laser scanning for fracture characterization in the Mississippian Boone Formation

Petroleum geoscientists have been using cores and well logs to study source rocks and reservoirs, however, the inherent discontinuous nature of these data cannot account for horizontal heterogeneities. Modern exploitation requires better understanding of important source rocks and reservoirs at outcrop scale. Remote sensing of outcrops is becoming a first order tool for reservoir analog studies including horizontal heterogeneities. This work used ground-based hyperspectral imaging, terrestrial laser scanning (TLS), and high-resolution photography to study a roadcut of the Boone Formation at Bella Vista, northwest Arkansas, and developed an outcrop model for reservoir analog analyses.The petroliferous Boone Formation consists of fossiliferous limestones interbedded with chert of early Mississippian age. We used remote sensing techniques to identify rock types and to collect 3D geometrical data. Mixture tuned matched filtering classification of hyperspectral data show that the outcrop is mostly limestones with interbedded chert nodules. 1315 fractures were classified according to their strata-bounding relationships, among these, larger fractures are dominantly striking in ENE – WSW directions. Fracture extraction data show that chert holds more fractures than limestones, and both vertical and horizontal heterogeneities exist in chert nodule distribution.Utilizing ground-based remote sensing, we have assembled a virtual outcrop model to extract mineral composition as well as fracture data from the model. We inferred anisotropy in vertical fracture permeability based on the dominancy of fracture orientations, the preferential distribution of fractures and distribution of chert nodules. These data are beneficial in reservoir analogs to study rock mechanics and fluid flow, and to improve well performances.     

三维激光扫描技术在桥梁构件模拟预拼装中的应用

提出了一种以三维激光扫描仪为主要数据获取手段,针对大型桥梁构件的模拟预拼装方法,用于装配化施工生产项目中大型构件的质量控制,并取代传统的、需要在构件加工场内搭建脚手架进行现场立体拼接来检验构件加工质量的方法。项目实践结果表明:该模拟预拼装方法建模方法快捷、有效,模型配准精度较高,建立的三维模型真实,能有效检验构件的质量,指导构件的场内修正,为推动装配化施工的市场进程提供技术支撑。     

基于三维激光扫描的校园建筑物三维建模研究

"数字校园"建设是科技发展的必然趋势,为加快这一进程,本次研究将地面三维激光扫描技术应用到大学校园。本文以Z+F IM AGER 5010c地面三维激光扫描仪采集到的吉林建筑大学基础实验楼数据为基础,运用3ds max、Auto CAD、Point Cloud等建模软件建立三维模型。同时将依据点云数据建立的实体模型与实际测量数据进行对比和精度分析,验证了地面三维激光扫描仪在建筑物三维模型建立中的精度和可靠性。     

地面三维激光扫描技术在川藏铁路危岩落石勘察中的应用

危岩体结构面产状信息的获取是地质勘查中的重要内容。川藏铁路沿线山体陡峭,地质环境复杂,传统的人工测量方法受到很大限制。本文介绍了三维激光扫描技术在川藏铁路危岩体的扫描应用,阐述了三维激光扫描仪的数据获取及数据处理技术,并分析了如何利用三维激光扫描技术来获取危岩体结构面产状信息。     

一次冰雹天气过程的多源资料观测分析

利用地基微波辐射计、风廓线雷达和雨滴谱仪等观测资料,对2015年4月28日发生在南京的一次冰雹天气进行了分析,探讨新型探测资料在冰雹监测预警中的应用。结果表明:(1)华北冷涡后部冷空气南下,与低层暖湿气流交汇,是产生这次冰雹的天气背景;高空冷平流叠加在低层暖湿气流之上,使得对流层中低层形成不稳定层结;地面辐合中心及辐合线是降雹的触发机制。(2)微波辐射计监测显示,降雹期间冰雹云中上升气流将底层空气的感热和潜热向上输送,导致2 km以上大气有明显升温,由于低层水汽聚集及冰雹在近地层融化造成降雹时近地层相对湿度、水汽密度增大。冰雹发生在云液态水含量快速增长的波峰上,对冰雹的发生具有较好指示意义。(3)对比南京3站风廓线雷达资料表明各站上空环境风场存在一定差异,六合地区降雹前6 km高度高空急流有利于六合上空形成有利的辐散形势,降雹时0~6 km存在较深厚的垂直风切变,配合地面中尺度低压,降雹最为强烈;南京站降雹时,对流层中下层有一槽过境,而高淳地区冰雹由近地面垂直风切变激发。(4)六合站、高淳站雨滴谱仪分析表明不同降水相态对应的滴谱特征有差异,两站雨滴谱型分别呈指数型、多峰型分布。高淳站雨滴谱仪监测到直径达到15 mm的冰雹粒子,六合站冰雹直径最大为5 mm。两站速度谱大致为单峰型,在较强降水时刻,粒子下落峰值速度在3~4 m·~(-1)。(5)影响六合的超级单体存在钩状回波、回波悬垂、三体散射等雷达回波中尺度特征,地面中尺度低压系统、中低层的中气旋及高层的辐散环流配置造成了雹云中维持较强的旋转上升气流,有利于出现大冰雹。     

Automatic estimation of olive tree dendrometric parameters based on airborne laser scanning data using alpha-shape and principal component analysis

The aim of this study is to present an automatic approach for olive tree dendrometric parameter estimation from airborne laser scanning (ALS) data. The proposed method is based on a unique combination of the alpha-shape algorithm applied to normalized point cloud and principal component analysis. A key issue of the alpha-shape algorithm is to define the α parameter, as it directly affects the crown delineation results. We propose to adjust this parameter based on a group of representative trees in an orchard for which the classical field measurements were performed. The best value of the α parameter is one whose correlation coefficient of dendrometric parameters between field measurements and estimated values is the highest. We determined crown diameters as principal components of ALS points representing a delineated crown. The method was applied to a test area of an olive orchard in Spain. The tree dendrometric parameters estimated from ALS data were compared with field measurements to assess the quality of the developed approach. We found the method to be equally good or even superior to previously investigated semi-automatic methods. The average error is 19% for tree height, 53% for crown base height, and 13% and 9% for the length of the longer diameter and perpendicular diameter, respectively.     

天津地区一次对流性降水过程雨滴谱特征分析

激光雨滴谱仪是天津人影部门近年新引入的探测设备,它对降水过程的即时监测具有重要意义。本文基于LPM-THIES激光雨滴谱仪探测资料,对天津地区2015年7月19日的对流性降水过程进行了分析。研究显示:雨滴谱仪和翻斗雨量计所获取的逐时降水其变化趋势存在一致性,但雨滴谱仪获得的累积雨量要偏大;降水过程的时空差异性大,不同测站雨强差异明显,4站降水粒子平均直径介于0.40~0.64mm,且2.0mm以下的降水粒子占到了粒子总数的95%以上;降水时段的雨强与雷达反射率的起伏变化十分明显,雨滴数浓度基本上处于103量级;蓟县站3个时次的瞬时谱均呈现单峰型分布,且峰值位于0.5mm附近。     

不同天气条件下脉冲激光风廓线仪测风性能

将2012年5月21日-8月16日广东省湛江市东海岛气象观测站内脉冲激光风廓线仪WINDCUBE V2与气象站内的100 m测风塔进行同步观测试验,在经过观测数据同步性调整、有效性检验和代表性样本筛选基础上,分大小风和有无降雨天气过程,对杯式测风仪、超声风速仪与激光风廓线仪的同步测风数据进行比较,结果显示:脉冲激光风廓线仪与杯式测风仪测量水平风参数的相关性较好,10 min平均风速、风向的线性拟合度均大于0.99,3 s阵风风速的拟合度大于0.96,湍流强度的拟合度大于0.67,风速标准差的拟合度大于0.79;大风情况下,激光风廓线仪对风参数的测量效果更佳。无降雨情况下,激光风廓线仪的测量效果较降雨时略好,10 min降水量小于15 mm的降雨对这款激光风廓线仪的风速、风向、湍流强度、3 s阵风风速的测量没有显著影响,对风速标准差有一定影响。当水平风速增大和有降雨时,激光风廓线仪对垂直速度的测量效果欠佳。该对比分析可为激光风廓线仪观测数据的可靠性提供参考。