结合LIDAR和RCD相机的1:2000地形图生产探讨

机载激光雷达能够快速获取地表数字高程模型,但因点云的不连续性,很难单独用点云数据来制作高精度的数字线画图。一般情况下,机载雷达设备都配置有中小幅面数码相机,可同步获取数码航片,但其高程精度和地形生产效率较低。从铁路行业应用特点出发,结合ALS60机载激光雷达设备的应用,探讨一种结合LIDAR点云和RCD105中幅数码影像的1∶2 000地形图制作新方法,并通过实验论证了该方案的适用性。     

一种基于数学形态学的点云地物提取方法

从激光点云数据中准确提取典型地物能够显著提高数据处理的自动化程度,减少内业工作量。随着激光雷达硬件性能的不断提升,其获取的点云数据量越来越大,但直接针对点云数据的提取算法效率较低。提出一种基于数据形态学的地物提取方法:首先将点云数据转换为特征图像,利用λ-flat区域标记方法将点云划分为地面点和非地面点;然后根据非地面点在特征图像上的表现特征制定提取规则,对地物进行提取;最后,采用本文算法对试验数据进行地物提取,建筑、杆状物等典型地物的综合提取精度达94.7%。     

基于Lidar数据的正射影像制作1∶2000地形图研究

根据中开高速公路勘察项目的实例,介绍一种利用Lidar点云数据分类中的地面点和非地面点,通过叠加正射影像来修改地物投影差,判别地貌特征,制作1∶2 000地形图的方法,打破传统绘制地形图必须立体量测的思路。采用Lidar数据生产地形图使成图周期更短、自动化程度更高,能满足工程设计的规范要求。     

铁路工程中海量机载激光雷达数据构网与管理方法研究

激光雷达点云数据存在着数据存储量大、数据构网困难、文件传输不便等缺点,如何形成一种有效的海量激光雷达数据构网与管理方法便显得很有必要。提出一种点云数据构网与管理方法,并通过系统开发,实现了高精度点云数据的空间构网与管理,能准确的对复杂地表进行三维重建,还原地形细节,为正射影像加工、断面制作、地形图生产提供可靠的保障。     

铁路勘察机载激光雷达的应用及关键问题研究

研究目的:机载激光雷达技术作为一项新型航空测量技术,在国内外多个行业内已经得到了较为广泛的应用研究。但是现阶段各行业内,包括应用于铁路勘察方面,尚未形成成熟的应用模式。因此,一方面加深新技术在铁路勘察中的应用研究,另一方面在推动新技术发展应用的同时,及时加深梳理过程中发现关键问题都是十分必要的。研究结论:通过对激光雷达在工程应用过程中发现的几个关键问题分析认为:认真总结工程实例,确定机载激光雷达传感器在我国地形条件下的参数设置;结合具体工程,熟练掌握适合于铁路应用的点云分类方法与标准;通过本文提到的机载激光雷达成果精度的验证方法完成对机载激光雷达成果的精度验证;在工程应用前将基于UTM系统下的机载激光雷达观测成果通过投影转换纳入工程坐标系获取地理信息成果是能够满足铁路勘察设计、施工需要的。     

“无人机+激光雷达”在集通线复测中的应用

传统既有线复测主要采用上线作业方式,利用水准测量或GNSS-RTK技术进行中平和平面测绘,效率较低且存在安全隐患。针对集宁至通辽铁路(集通线)复测任务,提出一种基于"无人机+激光雷达"的铁路既有线测量方法,通过低航高的激光雷达获取高密度既有线点云,经轨迹解算、航带平差、坐标转换后,再采用特殊地面控制标靶对其进行点云精度改化,最终获取了既有线三维中线坐标。为验证精度,选取10 km的既有线点云数据与实测点进行对比,结果显示,该方法获取的三维中线坐标的平面、高程精度分别达到3 cm和3.4 cm,可以满足一般既有线复测的需要。     

车载激光点云典型地物提取技术研究

为了提高车载移动激光扫描点云数据处理的自动化程度,提出一种适用于车载点云数据的地物提取方法。首先对原始点云数据进行粗分类,划分为地面点云数据和非地面点云数据。对于非地面点云数据,使用欧氏空间聚类的方法进行空间实体划分,再通过地物空间几何特征计算并建立提取规则,对地物进行提取。最后,采用该算法对某地区街道扫描数据进行地物提取试验。试验结果表明,该方法可有效(从车载点云数据中)提取地面、建筑、树木、路灯等不同类型的地物。     

一种机载LiDAR点云电力线自动提取和重建方法

针对机载激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）铁路电力线点云特性，尤其是水平投影近似重叠的情况，提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向；利用空间距离聚类方法将水平投影近似重叠的2股点云分离开来；采用Davis-Bouldin指标的最佳聚类数判定方法，自动计算电力线条数；利用K-means聚类方法将单根电力线点云提取出来；并基于二次多项式的最小二乘拟合方法确定电力线模型参数，进行三维重建。实验证明，该方法能够达到较高的拟合精度，尤其对水平投影近似重叠且有中断的点云，拟合效果较好。     

轨道作业车周边异物侵线监测技术北大核心

针对轨道作业车施工现场异物侵线和预警需求,提出一种融合三维激光雷达技术与毫米波雷达感知技术的工务施工现场异物侵线监测技术。采用三维激光雷达感知施工现场周边环境,获取点云数据。通过对点云数据进行滤波、聚类及特征分析,识别出作业现场铁路轨道、道床区域,同时识别出入侵轨道线路的异物并得到其位置信息。再结合毫米波雷达感知结果对识别出的异物进行二次确认。现场试验结果表明:利用该技术进行异物监测定位,精度满足误差不大于200 mm的要求;该技术可以用于轨道作业车施工现场对地面异物侵线的实时监测。     

机载三维激光扫描系统(LiDAR)数据精度分析

机载三维激光扫描系统是激光技术、计算机技术、高动态载体姿态测定技术和高精度动态GPS差分定位技术的集中体现。相较于传统航空摄影测量技术,具有自动化程度更高,受天气影响较小,数据生产周期短、精度高等特点。结合实际工程项目,对LiDAR不同航空摄影高度的飞行数据进行精度比较,论证使用LiDAR进行航空摄影测制不同比例尺地形图的精度要求。     

机载Lidar点云精度检测及误差控制措施

机载Lidar技术集成了激光、POS、计算机、航空摄影测量等多种技术,相对于传统航测技术,具有点云密度高、工作效率快、受天气影响程度小、数据精度高、成果丰富等特点。结合实际工程项目,应用检测装置进行机载Lidar点云精度检测,并总结出机载Lidar点云数据处理过程中的误差控制措施。     

地面三维激光扫描仪在张吉怀铁路1∶500地形图和断面测绘中的应用

探讨地面三维激光扫描仪在铁路1∶500地形图和断面测绘中的作业流程和关键技术,并在张吉怀铁路定测阶段进行大量验证试验,结果表明,所获取的激光点云精度满足铁路1∶500地形图和断面测绘精度要求。     

机载激光雷达(LIDAR)技术在铁路勘测设计中的应用探讨

机栽激光雷达(LIDAR)技术是一种综合利用激光、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)的数据采集技术,相较于传统航空摄影测量技术,具有自动化程度更高,受天气影响较小,数据生产周期短、精度高等特点.介绍了机载激光雷达系统的原理和优点.概述了机栽激光雷达技术在铁路勘测设计过程的应用以及注意的要点.     

基于三维激光扫描技术的地铁盾构隧道中轴线高程提取方法

针对目前三维激光扫描技术检测盾构隧道横断面方法效率低、不能充分利用高密度点云数据的问题，从精度、效率及充分利用高密度横断面点云数据三方面进行隧道中轴线高程分析。提出利用空间几何关系快速提取隧道原始点云数据横断面的方法，继而利用K近邻计算方法提取隧道中轴线高程。试验结果表明，该隧道中轴线高程提取方法与水准仪实测获得的隧道中轴线高程间最大差值为3 mm。与水准仪实测方法相比，该隧道中轴线高程提取方法的检测精度与检测效率均有较大改善，且其不需要进行横断面点云数据的抽稀，充分利用了海量原始点云数据，可推广应用至盾构隧道竣工验收工作。     

激光测量在高速铁路扣件扣压力检测的适用性研究

为了提高铁路扣件扣压力检测的自动化程度,弥补人工检测精度低、效率低等方面的不足,研发一种基于激光测量原理的扣件扣压力自动检测系统。首先基于人工检测的原理建立高度差的测量模型,然后对测量系统采集到的数据进行处理分析,通过数据噪声处理、有效数据组的判定、特征点的提取得到测量模型所需结果,验证系统的适用性和有效性。为了验证特征值提取方法的有效性,对H-h高度差的提取结果与标准棒料直径进行比对,精度达到0.0064,在提取效果上具有较优的表现。测量系统的不确定度达到0.086,满足检测精度要求。     

基于地面激光雷达技术的铁路工点地形图测绘方法

对于地处陡崖、峡谷等复杂困难地区的铁路建设工点,采用常规方法很难测绘其所需的1∶500工点地形图。研究基于地面激光扫描技术的铁路工点地形图测绘方法和流程。工程应用表明,该方法具有劳动强度低、安全系数高等优点,其成果满足铁路1∶500工点地形图的精度要求。     

基于区域增长的LiDAR点云数据DEM提取

机载Li DAR系统能够快速获取数字表面模型,通过滤波处理,可以获取数字高程模型(DEM)。提出一种从机载Li DAR点云数据获取DEM的方法,首先对点云数据建立网格分块索引,然后逐行逐列按照一定的间距选取地面点作为种子点,使用区域增长算法增长地面点,获得地面点集,最后通过逐点内插生成DEM。选取机载Li DAR数据进行实验,结果表明该方法得到的DEM质量较高。     

轻小型激光雷达在铁路勘测中的应用研究

为解决短小铁路项目航飞数据难以及时获取和既有铁路上线测量困难等问题,将轻小型激光雷达引入铁路勘测项目中,并与大型航摄设备在使用方便性、空域申请周期、有效航飞天数等方面进行对比分析。在执行短小铁路项目航飞作业时,小型激光雷达较大型航摄设备可提高效率50%以上。结合轻小型激光雷达在铁路勘测项目初测、定测和既有线测绘等工作中的应用试验,总结不同测绘工作的技术流程和精度控制方案,其激光点云精度可以达到5 cm,满足新建铁路项目大比例成图、断面测量、工点地形测绘,既有铁路平面测绘、横断面测量等要求(但不能满足既有线中平测量2 cm的精度要求),可以减少上线测量工作量70%以上。研究证明,轻小型激光雷达技术适合短小铁路项目航飞、小范围补飞及既有线测绘等工作。     

基于多级体素的支柱及支持装置点云自动提取方法

以三维激光扫描点云数据为研究对象,首先利用八叉树构建多级体素;其次,通过分析支柱及支持装置的空间、几何特征生成种子体素;然后,利用区域生长方法,制定生长规则,分离出单个支柱及支持装置;最后,以单个支柱及支持装置为处理单元,采用渐进式的提取策略细化提取点云,获取单个支柱及支持装置的有效、精确数据,实现支柱及支持装置点云的自动提取,并进行试验验证。结果表明:该方法不仅能完整、准确地提取所有支柱及支持装置,且单个支柱及支持装置点云数目提取的平均完整度和正确率分别达到94.08%和94.48%,验证该方法的有效性和优异性;通过构建多级体素,不仅提高了邻域搜索的速度,还提高了单个支柱及支持装置的点云提取精度。     

机载LiDAR技术在复杂地形铁路定测阶段的应用研究

为提高新建铁路定测阶段测量工作效率,在某复杂地形新建铁路项目中,基于其使用机载LiDAR点云数据进行中线测量、横断面测量、地形图测绘等作业,并对数据精度进行分析比较.在LiDAR断面测量时,基于Terrasolid软件得到的成果数据冗余量大,提出一种改进的道格拉斯-普克算法,以达到既反映地形变化又减少断面点数量的效果....