激光雷达点云电力线三维重建模型的对比与分析

电力线三维重建是直升机激光雷达（light detection and ranging,LiDAR）电力巡线的一项重要内容。提出了两种基于直升机LiDAR点云的电力线三维重建模型,包括直线段与悬链线段相结合的模型（简称为"模型一"）、直线段与抛物线段相结合的模型（简称为"模型二"）。其中,直线段位于xy平面,悬链线段和抛物线段位于过直线段的铅垂面。模型的创新之处在于两者均使用了电力线LiDAR点水平坐标进一步投影到xy平面上相应的拟合直线产生的比例因子作为悬链线、抛物线方程的参数。使用6个有代表性的实验数据、4个评价指标对6种重建模型（已有的4种和上述提出的两种）的性能进行评价和对比。实验结果表明,模型二具有最高的重建效率和最高的重建精度。另外,实验结果进一步说明铅垂面及铅垂面上投影模型的选择、误差因素的考虑等3个因素对重建模型性能有着显著影响。     

无人机影像三维重建在沙丘形态监测中的应用

沙丘形态监测对开展土地沙化防治工作具有重大意义。应用无人机,分别在2016年7月、2017年3月、7月和9月对青海湖克土沙区4个沙丘进行影像采集,借助PhotoScan软件进行三维重建生成高分辨率的沙丘正射影像和DEM数据,使用ArcGIS软件获取沙丘形态参数并分析变化。实验结果表明：基于无人机影像监测沙丘形态,具有可行性和准确性,正射影像精度较高,DEM数据通过校正后可正确反映沙丘形态,为逐天高精度监测变化提供了可能。     

考虑视觉传达效果的震后区域三维图像虚拟重建

传统二维震害图像方法对震后区域进行研究时,由于其拍摄角度具有局限性,震后区域图像的视觉效果不理想。提出基于三维激光扫描技术的震后区域三维虚拟重建方法,采用三维激光扫描仪测量震后区域,获取该区域的点云数据,采用Cyclone软件合并点云数据后,得到震后区域拼接后的整体点云图,将该图点云数据进行去体外孤点、去噪声点以及点云取样等处理后实施封装,在封装的点云数据上采用Sketch模型实施贴图操作,实现视觉传达效果理想的震后区域三维图形的虚拟重建。实验证明,所提方法对震后区域的三维图像虚拟重建结果精度高、视觉效果好。     

广义立体像对三维重建模型精度分析

本文依据基于多源遥感数据进行三维重建的思想,利用现有的对于某一区域,由不同传感器获取的高分辨率卫星影像,分别作为左右影像,建立起基于有理函数模型的严密空间前方交会数学模型,进而构建起广义立体像对,快速提取地面三维信息,实现目标物的三维重建。之后对重建的三维模型进行精度分析,并与利用传统双像立体像对重建的三维模型、以及单张影像重建的三维模型之间进行精度分析,比较三种不同方法所得到的三维模型的相对精度,并最终证明了利用广义立体像对进行地面目标的三维模型重建,其精度完全能满足生产要求。     

基于CT三维重建与逆向工程技术的煤体数字模型的建立

为了建立能够表征煤体真实孔隙结构的数字模型,进而进行数值模拟研究,通过μCT225kVFCB高精度CT系统扫描得到了大柳塔煤矿长焰煤CT数据,可观测到的最小孔隙直径为1.94 μm。使用基于Matlab语言的三维重建程序结合逆向工程技术,提出了一种将煤体CT三维数据转换为CAD数字模型的方法。以Ansys建立的煤体有限元模型为例,对煤体瓦斯渗流进行了模拟,分析了煤体孔隙内的速度及压力分布规律,并计算了沿X、Y、Z方向的渗透系数。计算结果表明：在微观尺度下（< 100 μm）煤体渗透系数呈现各向异性,其受煤体结构的影响较明显。提出的基于CT三维重建结合逆向工程技术构建的煤体CAD数字模型不仅可进行有限元分析,同时也可以被EDEM等离散元分析软件所使用,拓宽了煤体CT三维数据的应用范围,丰富了煤体在微观尺度上的研究方法。     

基于结构化场景的单幅图像建筑物三维重建

针对无法利用激光扫描或多张图像实现三维重建的已损或不复存在的建筑,本文提出了一种基于结构化场景的单张图像建筑物三维重建方法。该方法先基于RANSAC算法及最小距离法分别解算灭点直线和灭点;然后基于平行平面、包含平行信息的任意平面和包含垂直信息的任意平面的平面模型解算三维坐标。本文以现存某高校图书馆为例,重建了三维模型,并分析了模型精度。结果表明,重建误差最小为0,最大为5.8%,模型整体精度在1.9%左右,符合三维重建精度要求。在四川省白鹿领报修院教堂的三维重建应用中,建立了已损建筑物的三维模型,获得了较好的重建效果。该方法适用于包含平行、垂直、灭点和平面结构的建筑物场景,可得到建筑物三维几何线框模型,几何细节采用纹理映射替代,可应用于现存建筑和文化遗存遗址的三维重建。     

LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

为提高三维屋顶模型重建的准确性与定位精度,本文集成机载LiDAR数据与正射影像,以“屋顶面片提取-屋脊线生成-三维屋顶重建”为框架,提出了三角形簇和三角形动态传播相结合的屋顶面片提取策略.基于LiDAR数据和影像的屋脊线精确提取算法,有效挖掘影像高分辨率特性和LiDAR数据高程点云特性的互补优势,实验证明了算法的优越性.     

基于等高线族分析的LiDAR点云建筑物模型自动识别及重建

针对传统LiDAR点云建筑物三维重建方法中基于平面假设的面片提取思想的局限性,基于建筑物等高线特性,研究建筑物等高线分族过程,通过对等高线形状的识别达到对建筑物屋顶模型的识别,使得重建的屋顶类型不再局限于平面屋顶形式,提高了重建的自动化程度。     

一种基于机载LiDAR和离散曲率的建筑物三维重建方法

机载LiDAR作为一种获取地物空间信息的新技术已得到广泛应用,但从LiDAR数据中重建建筑物三维模型方法的缺乏,是制约其进一步发展的瓶颈.该文介绍了一种自动与人机交互建模相结合的建筑物三维重建方法,首先基于离散曲率分析自动提取建筑物3D轮廓信息,然后将建筑物轮廓信息作为约束条件,使用模型驱动的ATOP算法实现建筑物自动建模,并支持对复杂建筑物人机交互建模.     

激光雷达测量技术及其应用研究

对激光雷达测量技术的发展进行了概括 ,介绍了激光雷达测量技术的原理 ,探讨了利用激光雷达进行堆体体积测量的技术和方法 ,在此基础上发展了一个激光雷达测量系统 ,并在实际测量工作中进行了应用。实验表明 ,激光雷达测量技术与传统的测量方法相比 ,在测量精度、自动化程度和测量数据可视化等方面具有明显的优点 ,并且极大地减轻了劳动强度 ,提高了工作效率。