复杂地形下高精度三维激光扫描与快速成图技术服务项目案例

三维激光扫描技术在地形测绘成图中的应用

将三维激光扫描技术应用于地形测绘成图是一种新的尝试,它具有快速,细致和高精度的特点,可减轻测绘人员的作业强度,减少作业时间,提高测绘的效率.介绍了三维激光扫描系统的组成和工作原理,以及点云数据的处理过程和方法;探讨了三维激光扫描技术在现代工程测量应用中的技术特性,并结合工程实例介绍了实现过程和效果.实践结果表明,利用激光三维扫描技术获取的空间点云数据,可以快速地生成结构复杂的数字地形图.

高速公路改扩建多源激光扫描数据集成处理与应用关键技术

我国高速公路通车总里程约16万公里,排名世界第一.在高速公路不断新建的同时,过去三十年已经建设完成的高速公路逐步进入需要升级或改造的阶段.高速公路扩容改造,已成为当前交通建设领域的主要任务之一.激光雷达扫描技术,通过激光设备可以快速获取大规模自然场景的三维点云数据,基于其稳定高效的环境感知能力己成为获取三维空间信息的一种重要手段.激光雷达数据从可获取性,精度,作业效率,成本效益等多层面均能够适应高速公路改扩建工程的特点,是改扩建工程空间信息采集和处理的一种有效方式.近年来,激光雷达扫描技术在高速公路改扩建工程中的应用越来越广泛,但仍存在以下不足:(1)激光雷达扫描技术实际应用零散,缺乏针对高速公路改扩建工程技术体系的系统性研究;(2)激光雷达扫描技术实际应用肤浅而局限,缺乏激光点云信息在改扩建工程中的深度应用,对关键技术的逻辑梳理和研究不够深入;(3)多源激光点云数据具有优势互补的特点,激光雷达扫描技术实际应用数据采集手段单一,缺乏多源点云数据在改扩建工程中综合应用.本文面向高速公路改扩建工程需求,主要从以下六个方面开展研究工作:1.针对高速公路改扩建工程的业务特点和激光扫描技术特点,构建了覆盖高速公路激光点云数据采集,处理,应用全过程的技术体系.首先结合公路细分专业对改扩建业务的激光测绘信息需求进行梳理;然后结合需求特点,在对比众多激光扫描设备性能,价格的基础上优选了适应高速公路改扩建业务的天空地激光扫描成套装备方案;对高速公路激光扫描技术标准化进行了探索总结,形成了激光点云处理关键环节的技术规则;制定了高速公路要素信息编码规则和激光测绘应用技术指南,形成了覆盖内容较为全面的高速公路激光测绘技术标准体系.2.车载激光扫描是获取既有高速公路路面及附属构造物激光点云的主要手段.针对隧道环境下车载激光点云数据位姿偏移的问题,提出了一种基于特征点的车载点云几何纠正方法,利用标靶辅助实现点云数据优化.通过设计一种在复杂隧道中便于识别的标靶,实现在车速较快,点云密度较低的情况下标靶中心点坐标的精准计算,利用标靶扫描中心点坐标与其真实空间坐标计算非线性空间数据转换参数,实现车辆轨迹位姿的纠正和点云数据优化.3.多平台激光点云弥补单一平台带来的数据缺失,实现高速公路道路本体及路域环境信息的全方位获取.针对长大线性工程中多平台激光点云数据较难匹配融合的问题,提出了基于"局部-全局"扫描网络位姿图构建及优化的多平台点云配准方法.依照由局部到整体的配准策略,首先构建初始扫描网络位姿图,再通过回环检测方法实现扫描网络"局部"优化,最后通过最小收敛环实现扫描网络的"全局"优化.4.点云语义分割是提取高速公路路面及构造物空间属性信息的关键步骤,也是模型单体信息化的重要基础.为了进一步提高复杂场景下多个语义类别的高速公路基础要素语义分割的自动化,智能化程度,优选了基于深度学习的语义分割网络模型.首先细分高速公路基础要素,构建公路场景点云样本数据集,然后对比评估了目前主流的深度学习点云语义分割的网络模型在高速公路场景下的适应性.5.路域范围内地形与地物要素,中心线及路面几何信息,单体构造物属性信息都是高速公路改扩建过程中所需关键参数.为了改善现有方法的不足,提出了以实地采集的公路地形断裂线重构公路场景精细地貌的策略;设计了一种由粗到精的路面点云提取策略,然后利用alpha-shape算法和D-P算法生成并优化道路中心线,实现路面参数的自动快速计算;针对路域范围独立构造物和路面范围连续及单体要素构建了相应的三维建模技术路线,实现了高速公路场景要素单体化模型的三维重建.6.面向高速公路改扩建工程的设计,建设,运营等多阶段业务需求,开发了高速公路激光数据集成处理原型系统,在成都至乐山,雅安至西昌等多条典型高速公路及改扩建工程中得到应用,提高了4D产品的生产效率,革新了传统道路中心线,平纵面地面线和横断面的获取方式,实现了桥墩垂直度,路面平整度和路拱横坡检测等应用,特别是要素模型单体化解决了改扩建工程中多个环节的关键问题.

基于三维激光扫描、无人机航测的三维地形测绘技术融合研究

三维激光扫描和无人机航测技术作为近年来发展起来了一门新技术,越来越多地应用到测绘行业中。由于水利工程周边地形地况较为复杂多变,单独一项技术存在短板,完成测绘任务存在一定难度。本文以独流减河防潮闸周边地形测绘为例,分析了三维激光扫描与无人机航测技术的优势与短板,在两种技术应用中引入RTK技术作为辅助手段,实现三维激光扫描与无人机航测技术的融合,获得了分辨率小于1m的DEM数据、三维交互模型和1:2000正射影像三项成果,最后对三维激光扫描与无人机航测技术融合应用前景进行简要分析。

三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的应用

三维激光扫描技术是一种高精度,高效率的地形测绘方法,运用该技术可以快速获取复杂地形的三维点云数据,提供丰富的地形信息.在水利工程地形测绘中,三维激光扫描技术具有高精度,高效率,安全性高,数据处理便捷等优势,基于以上优势,三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的应用非常广泛.它可以用于水利工程设计,施工和管理中的各个环节,对于提高水利工程设计和施工的精度和效率具有重要意义.本文将重点介绍三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的优势和应用,探讨其在未来水利工程测绘中的发展前景.

三维激光扫描技术在堰塞湖地形快速测量中的应用

使用三维激光扫描仪整合雷达系统,GPS系统可使地形高程测量作业迅速而准确.本文旨在探讨三维激光扫描仪与GPS坐标转换的方法及地形测量作业流程.实践证明,三维激光扫描技术在"5.12"汶川大地震造成的安县肖家桥,罐滩堰塞湖测量中的应用是高效的,它具有测量速度快,精度高,人力使用少,适应复杂现场环境等优点,能为突发地质灾害抢险决策迅速地提供地形资料,具有较大的应用潜力.

三维激光扫描技术在水利工程坝址地形图测绘中的应用

传统的地形测绘技术很难在测量难度较高,地形变化幅度较大,地形复杂,难以获取测量成果的水利工程坝址地形测绘中,更好的发挥出测量的优势,这时,三维激光扫描技术以测量效率高,结果精确,降低了外作业的数据采集困难程度等优势,在地形测绘中得到广泛应用.文中首先对三维激光扫描技术理论进行概述,其次分析了三维激光扫描技术在水利工程坝址地形图测绘中的工作流程,最后介绍了三维激光扫描技术在水利工程坝址地形图测绘中的应用.