车载激光扫描与无人机摄影测量协同的公路改扩建勘察设计方法

目前公路改扩建勘察设计项目普遍采用航空摄影测量技术获取各类基础资料,该技术极易受气候条件、起降不便等因素影响,导致工期较长。该文提出了一种结合车载激光扫描与无人机低空摄影测量的公路改扩建勘察设计方法。首先利用车载激光扫描测量技术,快速采集既有道路高精度点云数据;然后利用无人机摄影测量技术获取高分辨率图像,生成数字正射影像DOM和1∶1 000数字线划图DLG;最后利用三维激光点云、DOM、DLG进行融合处理,得到设计所需要的原有道路路面车道标志线、断面、中央分隔带等信息。试验结果表明:该方法可高效生成地形图、地面线等基础资料,并且满足公路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,可以有效解决公路改扩建工程高精度信息快速获取难题。     

京港澳高速公路精密机载激光扫描测量与协同设计

本文提出了京港澳高速公路改扩建工程高精度机载激光扫描测量的自动化勘测设计及其协同方法。首先,对海量高密度的激光雷达扫描数据进行高效组织和管理,快速生成生产所需的大比例尺3D数字产品和道路特征信息。然后,通过与公路CAD协同设计,快速生成设计人员所需的各类断面地面线数据。最后,协同平、纵、横线形数据自动交互,实现既有道路线形要素恢复,并进行道路工程的改扩建工程优化设计。工程实践表明,激光扫描测量成果满足道路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,显著提高测设效率和工程质量,有效控制工程造价。     

基于精密机载三维激光扫描测量的高速公路改扩建勘测设计方法

提出基于精密机载三维激光扫描测量的高速公路改扩建勘察设计新方法,研究精密激光点云数据的获取及车道标线激光点的提取技术,基于激光点云数据的路线平、纵、横拟合设计与纵、横断面设计线自动生成技术,从而在不干扰现有道路交通流的情况下,实现高速公路基础设施三维信息的高精度提取与改扩建勘测设计。京港澳高速公路京石段(K45～K236)应用表明:该方法经济、高效、安全,成果精度完全满足高速公路改扩建详测与施工图设计要求。     

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。     

基于车载激光点云的道路平整度检测新方法研究

路面平整度是评定道路路面质量的主要技术指标之一,传统的平整度测量方法检测效率低、劳动强度大,难以满足道路快速巡检和公路养护的需求。移动测量系统能够快速动态获取高精度道路点云数据,能详细再现道路的细节特征。因此,本文通过分析车载点云的精度特点以及国际平整度IRI的计算方法,提出一种应用车载激光点云进行路面平整度检测的方法,首先对车载点云数据进行预处理,沿轮迹带方向提取路面点;然后采用等间距邻域均值采点的方式获取路面高程值;最后使用路面高程值进行IRI计算并与高精度水准数据计算的标定结果进行对比。实验结果表明,车载移动测量系统能够用于路面平整度的快速检测。为道路三维快速巡检和公路养护提供了技术支持。     

高速公路改扩建精密机载三维激光扫描测量方法

本文提出基于精密机载三维激光扫描测量技术的现有高速公路基础设施高精度测量方法,研究机载三维激光点云数据的高精度采集、控制布设及平面、高程的精化处理技术措施,其路面测量精度平面小于0.05m,高程小于0.02m,从而在不干扰现有道路交通流的情况下,安全、高效地获取高速公路改扩建勘测设计信息。京港澳高速公路涿州(京冀界)至石家庄段改扩建工程(K45-K236)应用表明:该方法经济、高效、安全,成果精度完全满足高速公路改扩建详测与施工图设计要求。     

机载三维激光扫描测量技术在昌都地区公路隧道中的应用研究

对机载三维激光扫描测量技术,应用于高原野外自然环境恶劣复杂地区的公路隧道洞口地形勘测及协同设计技术进行了研究。结果表明:能够安全、准确、快速地提供设计所需的隧道洞口大比例尺地形图及高精度横断面三维地面线,并实现了机载三维激光测量与公路隧道CAD的协同设计。该方法在西藏自治区昌都地区昌都镇至邦达机场公路改造工程得到应用,并提供了工程勘察设计急需的隧道洞口大比例尺数字地形图。     

基于无人机LiDAR的新建公路工程勘测设计

针对新建公路工程精确空间信息快速获取的难题,提出了一种基于无人机LiDAR的勘测设计方法。首先通过分析LiDAR系统主要误差源的影响,介绍无人机LiDAR系统选择方法,然后介绍利用无人机LiDAR数据及与公路CAD协同设计方法。公路工程勘测表明:利用无人机LiDAR获得的激光点云精度高程优于15 cm,可满足新建公路工程定测与施工图设计精度要求,该方法极大增强了公路工程高精度数据获取的灵活性。     

基于密集激光雷达数据的公路设计地表信息生成方法

针对传统的公路详测与施工图设计所需的地表信息依靠野外实测,获取方法效率低、精度差的缺点,笔者提出利用高精度机载LiDAR技术生成设计所需地表信息的新方法.该方法不仅快速、高效,而且自动化程度高.工程应用表明:该方法大大提高了公路勘测设计效率、节省了外业测量成本,是空间信息与公路CAD集成应用的创新.     

我国公路改扩建工程勘测方法对比分析

阐述了目前我国公路改扩建工程的各种勘测方法,分析了依托工程项目的大量试验数据,从精度、安全性和效率等方面论证了车载LIDAR扫描技术是公路改扩建勘测最理想的数据采集方法.     

无地面控制Worldview卫星影像测量在公路勘察设计中的应用

针对我国公路建设的新发展和新形势,讨论了在无地面控制点情况下Worldview卫星影像测量方法用于公路勘察设计的可行性.试验结果表明,在无地面控制点情况下,Worldview卫星影像完全满足1∶ 10 000比例尺地形图的精度要求,可用于公路勘察设计中工程可行性研究.     

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。     

三维激光扫描技术在市政道路工程中的应用

在市政道路工程中,传统的地形测量方式工作效率较低,外业测量人员工作强度大。三维激光扫描技术具有扫描速度快、高分辫率、非接触式测量优势,能够快速完整的记录被测物体表面的复杂纹理。将三维激光扫描技术应用于地形测绘可以减轻外业工作量有效提高外业测量的工作效率。结合三维激光扫描系统的组成和工作原理,优化点云数据的处理过程和方法,研究了三维激光扫描技术在市政道路工程测量应用中的技术特性,并结合工程案例析了实现过程和效果。研究表明,利用激光三维扫描技术获取的空间点云数据,可以快速生成满足工程设计所需要的地形图,以及纵横断面等产品,能有效提高外业测量工作效率。     

地面三维激光扫描技术用于公路工程测量的试验研究

通过现场对比测试,研究分析了地面三维激光扫描技术用于公路工程测量的精度及其影响因素,探讨了地面三维激光扫描技术用于公路工程测量的可行性.试验研究表明:采用地面三维激光扫描系统生成的DTM平面精度优于高程精度,平面和高程精度基本满足公路工程精密地形图测量、纵断面测量以及横断面测量的要求.影响地面激光扫描系统测量精度的主要因素为点云控制点的精度,包括点云控制点的测量精度、测量时标志的对点精度以及点云控制点的大小,要提高地面激光扫描系统测量精度,应特别注意点云控制点精度的提高.     

机载激光扫描数码摄影测量系统在公路勘测设计中的应用

与成熟的传统摄影测量相比,机载激光扫描数码摄影测量是制作高精度正射影像、数字地面模型和数字线划图的新技术,2种技术各有特点和优势,但后者未来发展潜力巨大.采用该技术制作了125 km的正射影像、数字地面模型和1∶ 2 000的数字线划图.介绍了机载激光扫描数码摄影测量系统的组成、工作原理,并结合工程实例初步探讨了该系统在公路勘测设计中的应用.     

机载激光扫描数码摄影测量系统在公路勘测设计中的应用

与成熟的传统摄影测量相比,机载激光扫描数码摄影测量是制作高精度正射影像、数字地面模型和数字线划图的新技术,2种技术各有特点和优势,但后者未来发展潜力巨大。采用该技术制作了125km的正射影像、数字地面模型和1：2000的数字线划图。介绍了机载激光扫描数码摄影测量系统的组成、工作原理,并结合工程实例初步探讨了该系统在公路勘测设计中的应用。     

基于机载激光雷达技术的山区高速公路勘测设计方案探究

为提高山区高速公路勘测设计中的工作效率,降低野外勘测工作量,提出了一种基于机载激光雷达技术(Li DAR)来实现高速公路勘测设计的数据采集和路线选型。研究结果表明:采用机载激光雷达系统将线路采集的进场数据、点云数据、正射影像反馈回设计人员,设计者可直接利用反馈数据和等高线来进行线路选型和纵断计算,将控制测量与勘查设计同步作业,提高勘测精确度和选线准确度。通过实例验证表明建立的Li DAR系统能够为山区高速公路线路选择提供精确的数据参考,有效降低公路设计勘测工程量。     

基于车载LiDAR数据的公路竖向净空自动化评估

现役道路基础设施管理过程中缺乏大范围区域内不同路段的现状或实时的竖向净空数字化资料，导致部分过高车辆撞击跨线桥或其他上空构造物的事故时有发生，造成了重大财产损失与人员伤亡。针对该问题，基于车载LiDAR数据构建公路竖向净空自动化评估方法框架。通过数据重构方法将复杂道路线形的车载LiDAR点云转化为简单的直线形式，利用基于线性索引的点云数据分块方法实现重构场景下车载LiDAR数据的条形、柱形与体素单元的快速分块，建立柱形单元非平面点初步滤波、基于K-Means与体素聚类的复杂LiDAR点云环境中路面优化分割流程。在基于条形单元划分提取道路边界后，利用体素聚类将路面上方点云进行划分。以提取的路面点云作为二维插值基准面，完成不同物体的竖向净空计算，并利用江苏南京市内的2条公路LiDAR数据的对算法框架进行测试。研究结果表明：所提方法在噪音存在的复杂LiDAR环境中可以有效分割出道路上方物体并完成竖向净空的计算；通过部分算法提取与人工标注结果的对比，显示公路1与公路2的竖向净空平均绝对误差分别为0.94、1.57 cm，具有较好的可靠性；在32 GB内存、Intel® Xeon® E5-1650 v4@3.6 GHz六核处理器的计算机上完成公路1与公路2竖向净空评估的平均时间分别为6.62、7.83 s·km^-1，算法效率可满足大尺度场景下的公路竖向净空自动化计算；相比于已有研究方法，所提方法框架考虑了车载LiDAR点云环境内的路面上测量噪音的存在，对变宽度路面条件复杂场景下的公路竖向净空评估具有更好的适用性。     

激光雷达在公路勘察设计上的优势及断面数据提取相关问题的探讨

本文结合实际公路线路勘测工程,讨论机载激光雷达技术在公路勘测中的应用优势,并具体从利用LIDAR数据提取纵横断面可能存在的相关问题及解决方法,机载激光雷达在不同时期对植被穿透能力和结合影像进行激光点云分类处理进行分析,给出了一些行之有效提高LIDAR数据的精度,保证能获取到高质量的断面数据的策略。     

数字地形在公路勘测设计中的应用

地形资料是公路勘测设计的重要基础资料之一,传统设计中,一般用地形图或者断面图来表示。20世纪中叶以后,随着计算机技术、现代数学以及计算机图形学的迅猛发展,使得测绘学科逐步向数字化与自动化发展,从而使得道路工程师能利用数字地形,快速高效的进行公路主线CAD辅助设计并包括沿线附属工程土石方工程量整体平衡计算,确保了选定方案的科学性、合理性、经济性。文章论述了利用电子地形图构建数字地形模型在昌金高速公路B段勘测设计中的应用。