综合无人机、GIS、BIM技术的道路设计研究

基于无人机、GIS和BIM技术,利用倾斜摄影与激光雷达形成GIS数据、工程地质调绘数据、工程钻探数据等成果,快速建立地表真三维GIS、地质体模型与道路模型的信息融合体.采用自主研发的“智绘地质建模”软件,快速建立包含海量信息的地理地质模型;通过“智绘路基设计”软件将成果应用于道路辅助设计和BIM建模工作中,为工程设计提...     

倾斜摄影测量技术在高海拔公路测量中的应用

西藏自治区芒康县境内高海拔高速公路勘察设计项目，采用了无人机倾斜摄影测量绘制大比例地形图。阐述了倾斜摄影测量技术的介绍、生产流程和特点。在航线规划和像控点布设阶段，以高差和统一规划航线为原则进行布点，提高空三加密的精度和通过率，结合倾斜摄影实景三维建模软件和三维模型裸眼测图软件，快速生成桥隧关键工点的三维模型和1∶500地形图，经检查地形图成果满足1∶500地形图规范要求，形成了较完整的技术流程体系，并对公路勘测领域中的应用前景进行了展望。     

倾斜摄影航线规划在桥梁建模中的应用研究

介绍了针对在建桥梁进行快速建模的精细化航线规划的基本原理和方法，选用无人机首先采用环形航线或五向飞行航线建立桥梁的粗略倾斜摄影三维模型后，在粗模上标记特征点，依据特征点规划精细化航线，最后建立精细倾斜摄影三维模型。通过在实际工程中的应用发现，相比环形航线和五向飞行航线，无人机精细化航线能有效提高航线效率，减少飞行时间，且能实现多高度、多角度观测，有效减少视觉盲区，模型完整度和纹理细节都更优，重建模型的精细化程度更高。     

无人机航测和车载激光扫描结合的公路改扩建地形图测绘

根据公路工程特点,长线路地形图测绘普遍采用无人机航测方式进行,然而在地形陡峭区域,无人机航测生成的公路地形图精度可能无法满足实际公路设计需求。针对该问题,本文提出一种结合无人机倾斜摄影测量和车载激光扫描技术的公路改扩建地形图测绘方法:首先进行车载点云数据采集和机载点云数据生成,并进行融合处理(包括去噪和投影抽稀),然后基于融合抽稀后的点云生成等高线地貌图,最后基于无人机倾斜摄影测量点云生成的真三维模型完成地物要素的矢量化。实验结果表明,使用本方法测制的地形图的带宽和精度完全可以满足公路改扩建初步设计的需求。     

实景三维技术在道路规划中的应用

随着实景三维技术不断推进发展,将基于倾斜摄影技术获得的实景三维数据集成在集景三维平台中,可实现道路快速三维建模,再通过叠加空间管控要素、现状限制因素等,实现了规划的三维可视化分析。以仙马湖组团路网优化研究为例,验证了基于实景三维路网优化方法的可行性,使规划路网与地形贴合更好,与现状控制因素协调更优,与河道水系亲水更佳,避免了城市建设大挖大填,取得了良好的生态效益和经济效益,践行了绿色生态发展理念。     

面向微观交通仿真的路网建模模块实现方法

路网描述模型是微观交通流仿真的基础,其建模过程较为烦琐。为了简化路网建模工作,设计了1个路网建模模块,为用户提供路网绘制、道路属性编辑及保存工具。该模块能自动提取绘图区及编辑区的关键信息,并通过转化算法快速建立路网数据库,为道路交通场景的三维可视化及微观交通仿真模型道路动态链表构建提供数据支持。实际效果表明,该路网建模模块能够快速生成路网相关数据,以动态链接库形式创建并嵌入到微观交通流仿真软件中,移植性较好。     

基于无人机技术的高陡危岩体参数获取及稳定性评价

以蓉遵高速公路K338+850上行线危岩带为背景,介绍了基于无人机倾斜摄影的公路高陡危岩体调查评价方法。采用无人机倾斜摄影技术获取带有坐标信息的高分辨率图像,基于SFM法合成三维高清实景模型,利用最小二乘法进行平面拟合提取坡面岩体结构特征,明确调查区7处危岩体特征。在此基础上,运用Rockfall软件对危岩体的运动路径及运动特征进行分析,研究高陡危岩崩塌对公路的危险性,采用赤平投影和定量分析方法对危岩体的稳定性进行评价。     

城市道路三维参数化建模平台设计与研究

目前通过摄影测量、激光雷达等技术构建三维城市路网模型存在成本和效率约束,该文利用现有的GIS路网数据进行城市道路三维参数化建模,实现大场景二维GIS城市路网数据快速构建成三维模型,建模效率相比传统手工方式明显提升。同时,利用OpenGL开发了建模平台并选取了北京市某区域进行验证,取得了良好的效果。     

山区公路典型地质灾害倾斜摄影三维建模与分析方法研究

传统基于遥感技术开展公路地质灾害调查分析时,容易出现视觉误差和死角,难以全面、准确地对地质灾害进行判别。本文提出了一种针对山区公路典型地质灾害的倾斜摄影三维建模与分析方法,可以从任意视角对地质灾害体进行观察,并可进行定量计算和分析。首先,根据高原山区公路地质灾害区域的地形特点,配置了无人机硬件平台。然后,针对两种公路典型的地质灾害(滑坡、泥石流),系统地阐述了倾斜摄影三维建模与分析方法,包括航飞拍摄、照片检查和预处理、三维立体重建、灾害分析与应用等4个步骤。使用本文方法对3个实际的公路地质灾害点开展了三维建模与分析实验,取得了良好的效果。     

城市道路三维快速建模方法研究

目前空间信息技术和虚拟现实技术,是构建三维城市道路模型的主要两种方法,但在地理空间信息和建模精度上并不满足道路、轨道交通等工程三维规划设计的要求。基于城市道路CAD矢量路网数据,采用Python语言和CityEngine CGA编写道路建模规则,实现大场景二维矢量城市路网数据构建城市道路三维模型,快速生成了真实准确、带有地理信息和空间坐标的三维城市道路模型。通过将道路三维模型导出为KML标记语言格式,在3DGIS平台加载KML,实现了三维城市道路模型与城市建筑景观的有效融合。研究成果为城市道路快速、高精度的三维景观建模提供了可行的解决方案,具有很好的参考作用。     

基于ADAMS的非平直路面模型的重构与验证

提出了一种基于虚拟样机软件ADAMS的三维虚拟道路模型的重构方法,应用MATLAB语言编制了道路模型生成程序。根据采集的实际道路不平度的高程数据,考虑道路的弯曲、坡度和横断面倾角等特性,并结合ADAMS软件中路面文件的特点,建立了非平直道路的三维等效容积路面模型,真实再现了三维虚拟道路。虚拟道路断面数据的统计特性与实际道路谱的对比分析,验证了道路模型的正确性和虚拟道路模型重构方法的可行性。     

基于脆弱性的灾后路网修复优化

路网是实施救援活动的基础,给出了基于模拟和航拍技术与GIS结合的2种灾后路网状态识别方法,提出了路网脆弱性评价指标,构建了路网修复的双层规划模型,并给出了模型的求解优化算法,最后对成都市温江区中心城区的部分路网进行了实例分析。     

Multigen Creator与HintCAD结合的道路地形三维建模

为解决道路模型与地形模型的无缝结合,以拟建道路所在的地形为研究区域,根据道路建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分析了三维仿真建模软件与道路专业设计软件结合使用的方法和技术,提出了不同软件之间模型源数据转换方法,构建了拟建道路地形的整体模型.实践证明,此方法建立的三维仿真模型符合工程规范和标准的要求,具有可行性.     

城市交通路网模型的更新方案与实现

根据T-GIS空间数据的要求,采用非平面数据模型来表达交通路网模型。为保证路网空间数据的现势性,根据路网的组成要素以及要素之间的逻辑关系,确立了路网数据的更新方案及流程,分别对空间数据和非空间数据提出了不同的更新方式。并设计了数据库更新软件,该软件以某城市路网为例,验证了路网更新方案的可靠性和高效性。     

道路整体模型视相关简化方法研究

为了实现道路景观的实时三维可视化,针对道路整体模型提出了基于边数据结构的视相关动态简化的过程和方法,给出了基于边折叠建立操作层次树的方法,介绍了涉及视锥、背离面方向和屏幕投影误差的视相关准则原理,实现了道路整体模型的视相关动态简化和细化。实践证明:该方法能在保证道路整体模型具有较好视觉效果的前提下,大大降低模型的复杂度,从而达到道路景观实时可视化的要求。     

道路红线可视化技术研究

随着计算机图像处理软件（Boujou、Adobe Illustrator、Adobe After Effects、Adobe Premiere Pro）、无人机技术的飞速发展,在道路设计过程中,可视化技术得到了大量的应用,在很大程度上提升了传统设计的效率和质量。例如在道路前期方案设计中对道路红线可视化技术的应用探索,就是借助无人机航拍技术,利用上述计算机图像处理软件,在航拍的视频或图片中将规划红线绘制出来,从而更好地展示项目的规划范围、用地拆迁等,更加真实和直观地展示项目建筑拆迁、相交道路等信息。     

差分GNSS倾斜摄影在山区公路勘察设计中的应用

采用差分GNSS提高飞行POS精度,对带有高精度POS信息的影像进行空三影像匹配与平差运算,讨论同一区域采用不同数量像控点,参与空三平差对空三精度和最终生成的倾斜三维模型精度的影响,并总结出外业航飞像控点布设方案;利用倾斜实景三维模型进行山区不良地质体识别,建立基于机器学习的地质识别与风险评价系统,构造包含多种不同信息...     

Two-Dimensional Contact Area of a Pneumatic Tire Subjected to a Lateral Force

A mathematical model of a two-dimensional contact patch of pneumatic tires rolling over a rigid flat road surface at arbitrary slip and camber angles has been developed. The model is simple in concept, contains few parameters and is applicable to any tire simulation models. In addition to tire geometric parameters and vertical deflection, the carcass camber angle is introduced in the model. This angle is alone responsible for the asymmetric shape of the tire contact patch when the tire undergoes a lateral force. The computed contact patches agree well with the measured patches of an automotive tire at different slip and camber angles. Lastly, the influence of the contact patch geometry on the tire cornering and aligning properties has been discussed through a computational example. It has been shown that the effect of tire contact patch geometry on the steady state behavior is rather remarkable.