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。     

一种基于连接线的机载Lidar点云航带平差方法

机载Lidar系统集成了激光扫描单元、POS系统等主要部件,各个测量子系统本身以及系统集成之间存在一定误差。虽然经过系统检校可消除绝大部分误差,但仍会有残余系统误差存在。误差的存在不仅影响点云数据的绝对精度,更会造成不同航带间同名特征点存在三维空间偏移,严重影响到后续数据处理和项目生产的精度。结合生产实践,提出一种基于连接线的Lidar点云航带数据平差方法,通过在航带重叠区域生成连接线来计算航带数据的系统偏移量,最终实现点云数据的精确校准。     

基站距离对lidar高程精度影响的探讨

目前,国内外的机载激光雷达测量系统供应商推荐的地面GPS基站到测区的距离普遍选择在30～40 km。实际工程应用中,受到现场地形、安全等因素的影响,地面GPS基站架设困难的情况下,远距离架设地面GPS基站对Lidar地形测量高程精度的影响到底有多大,是工程技术人员关心的问题。通过多个具体项目数据,分析了把基站距离扩大到60 km及以上情况下Lidar的高程精度,为特殊情况下Lidar摄影基站布设提供了参考。     

机载Lidar数据在铁路断面测绘中的应用研究

对基于机载Lidar数据获取铁路断面产品的方法进行研究,并统计分析不同地形地貌下断面获取的精度。     

铁路地形图建筑物的自动化提取方法研究

针对目前基于机载激光雷达技术测绘建筑物自动化程度不足这一问题,研究通过机载激光雷达点云数据自动提取建筑物。首先对原始激光点云进行地面点滤除、点云分割和点云分类,形成单体化的建筑物点云数据。然后对单体化建筑物点云数据通过边界点云提取、边界点云精化和边界点云简化三步形成建筑物矢量图形,从而满足地形图制图要求。通过实验工程验证,该方法可实现91%的建筑物和高架桥的正确提取,提取精度满足铁路大比例尺规范要求,具有人工干预少、自动化程度高、数学精度稳定可靠等优势。该方法的普及,将有助于提高铁路工程地形图的生产效率、降低劳动强度。     

基于公共点的地形数据坐标转换软件设计与实现

设计并实现一个基于公共点的地形数据平面坐标转换软件。该软件以功能插件的形式在Auto CAD平台中运行,能够灵活的导入公共点数据,并能够根据地形数据范围自动选择公共点;提供相似变换和仿射变换两种基于公共点的坐标转换模型,显示转换精度指标和转换方程式中各个变量值;不仅能实现单个或批量地形图数据的坐标变换,还能对地形散点数据进行转换;该软件易于实现,维护、拓展方便。工程实践证明,该软件能够满足铁路工程应用。     

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。     

徕卡TC1102全站仪在铁路工点数字化地形图中的应用

结合多年来使用各类全站仪数字化地形图成图经验,对使用全站仪在铁路工点地形图数字化成图现状进行了分析,对使用南方cass成图系统与徕卡TC1102全站仪对接进行了全面介绍,旨在为全面推广数字化地形图在铁路工点地形图中的应用提供一些经验。     

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。     

基于形状曲线的机载LiDAR点云汽车类型识别

为解决机载Lidar点云汽车类型的识别难题,利用点云的形状曲线与标准汽车形状曲线相似度的比较,来实现汽车目标与非车目标的区分,以及汽车类型的判断。标准汽车形状曲线的相似度可利用Hausdorff距离、离散Fréchet距离和动态时间扭曲(dynamic time warping,DTW)规整距离3个不同方法来进行计算,并对影响汽车类型识别性能的因素进行对比研究。实验结果表明,以DTW规整距离作为相似度评价指标时,汽车类型识别性能最优。基于DTW规整距离汽车形状曲线的机载Lidar点云汽车类型识别方法判定非车目标的总体精度为90.6%,具体汽车类型识别中总体精度达到72.9%。     

基于ObjectArx地形图数据标准统一软件的设计与实现

基于Auto CAD的Object Arx二次开发技术,针对不同制图软件生产的地形图数据标准不统一问题,设计并实现了一种地形图数据标准统一的软件。首先定义一种制图数据统一的标准,该标准用于描述当前制图数据和统一后制图数据之间的相互关系;然后以Auto CAD软件为基础平台,进行软件开发,利用配置完成的统一标准对当前制图数据进行转换处理,得到统一的地形图数据。实践结果表明,该软件能够自动、批量完成不同制图标准的地形图数据统一。     

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....     

基于多源数据的1∶10000地形图制作方法在境外铁路项目中的应用

结合境外某铁路工程初测项目,基于Worldview-2及Pleiades卫星立体像对、SRTM、GoogleEarth矢量注记及收集的既有老旧1∶5 000地形图等多源数据,深入研究了地形图缩编、卫星正射影像制作及地形图更新等方法,合理有效地利用了各类多源基础数据资源,达到了既保证全线1∶10 000地形图的成图质量,又提高地形图生产效率的效果,为整个境外项目的顺利实施奠定了良好基础。通过该铁路工程项目,总结了基于多源数据制作1∶10 000地形图的作业流程、生产工艺和质量控制方法,验证了该方案的可行性,为今后类似境外铁路项目的开展奠定了重要的技术基础。     

JX4二次定向技术制作1:2000地形图的研究

以某铁路制作1∶2 000地形图航测项目为依托,采用无控自由网或者1∶10 000国家地形图量点加密的方法测图,然后利用滞后的1∶2 000外控坐标进行二次加密,通过JX4导入二次加密数据,建立单模型进行矢量数据二次定向的转换。检查转换精度,补绘等高线以及外业调绘的电力管线、新增地物等要素,最后编辑整理出图。通过优化作业方式,缩短了制图工期;而且二次定向技术可以实现任意椭球、任意坐标系之间的转换。经过大量数据分析和精度统计,证明转换精度是可靠的,能够满足制图规范的要求。     

带状区域无人机航测像控点布测方法研究

针对铁路、公路地形图带状测绘的特点和精度要求,选择某长江大桥桥址区为试验测区,进行无人机航测大比例带状地形图像控点布设方法试验研究,提出一种适用于带状区域大比例(1∶500~1∶2 000)地形图测绘的"平行于线路中线多排均匀布控法"。试验结果显示,当控制点旁向间距不大于500 m、航向间距不大于1 000 m时,空三加密点的平面、高程精度可达到1∶500数字测图的精度标准。外业实测精度检测结果显示:试验测区数字地图的平面和高程精度可达到现行国家和行业相关规范中1∶1 000比例地形图的精度标准。     

铁路大比例尺航空摄影及制图

就新建宜昌—万州(以下简称宜万)铁路勘测设计中出现的山区铁路测绘疑难问题,提出了山区铁路"桥、隧、站场"等工点1∶500地形图采用大比例尺航空摄影测量方法测绘的观点,并就实施的可能性以及存在的问题进行了详细论述。作者认为:山区铁路,特别是我国北方山区铁路1∶500工点图采用航测方法完成,从理论到实践是可行的,采用航测方法测绘新建铁路大比例尺地形图,不仅能解决1∶500工点地形图测绘问题,还能大大缩短铁路纵、横断面测绘航测化的进程,并将产生巨大的经济和社会效益。     

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。     

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。     

无人机LiDAR技术在铁路勘测中的应用分析

为了提高铁路勘测制图的精度和效率,减少外业勘测的工作量,结合工程实例,选用适合的无人机平台和轻小型Li DAR系统,对铁路沿线进行无人机Li DAR航摄,以验证无人机Li DAR系统的可靠性和植被穿透性,并对出现的技术问题提出解决方法。研究表明:(1)对获取的Li DAR点云进行坐标转换、高程改正、点云分类并生成DEM,同时基于高精度POS数据制作正射影像,根据实测点统计出的DEM和DOM精度指标,可满足铁路工程制作大比例地形图的要求。(2)根据DEM和DOM制作的大比例地形图和线路横断面图,通过外业勘测核实,相较于传统立体航测,中误差从0. 423 m减少为0. 265m,数据利用率提高了45. 5%,极大减少了外业勘测工作量。项目应用效果表明,无人机Li DAR摄影制图具有数据获取灵活、外业工作量少、成果精度高等优势,可以为今后的工程应用提供参考。     

利用SPOT5卫星影像更新地形图的方法——以加纳铁路为例

以加纳铁路预可研为例,对利用SPOT5卫星影像数据更新1:5万地形图的方法进行了探讨,证明该方法易于掌握,辅助更新效果显著,能够为铁路设计提供实效性的地形图.