地面三维激光影像扫描测量技术

主要介绍了目前先进的获取地面空间多目标三维数据的激光影像扫描测量技术。详细地阐述了地面三维激光影像扫描仪工作的基本原理及一些仪器的性能指标和特点 ,并对地面三维激光影像扫描仪的应用领域进行了分析     

地面激光扫描仪的精度影响因素分析

尽管地面三维激光扫描技术正被越来越多地应用于多个领域,但对其测量数据的精度评定,至今尚缺乏必要的理论及方法支持。从分析直接测量数据出发,对该类测量仪器误差的主要来源及其对测量数据的影响情况进行了详细分析,构建了地面三维激光扫描仪单个扫描点测量数据的精度评价模型。该模型为基于地面三维激光扫描仪高精度测量项目(如变形监测)的测量成果精度评定,以及测量方案的优化设计提供了所必需的理论基础。     

三维激光扫描仪单点精度的检验与分析

三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术。其中,激光扫描测量仪器的单点精度对工程应用的影响以及对后期数据处理中三维点云模型的建立和精度影响至关重要。以LEICA1202全站仪观测数据作为真值,与REIGLVZ-400三维激光扫描仪所获取的数据进行对比,对地面三维激光扫描仪的精度进行评定。     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。     

三维激光测量在大型车站雨棚检测中的应用

随着铁路车站钢结构雨棚使用时间的延长，影响结构安全和正常使用的病害不断显现，因此对雨棚结构整体可靠性的检测、鉴定项目陆续开展。针对图纸资料缺失的雨棚，需要对其众多构件及节点分别定位，以建立计算模型完成承载能力分析。本文采用地面三维激光扫描仪建立某车站钢结构雨棚点云模型，利用点云处理软件和基于CAD平台的处理模块对点云模型进行拼接、切割、拟合，采用分块处理的方式获取结构布置、构件型号等信息。结合壁厚检测数据建立结构有限元模型，完成了对该结构的承载能力分析。经工程应用，地面三维激光扫描仪在测试环境正常、测点布置科学时，测量精度和效率均较好，与传统全站仪测量相比检测效率明显提升。点云模型后处理软件在操作和功能方面需要进一步智能化，以提升测量精度和效率。     

基于控制点约束的地面三维激光扫描仪自检方法研究

以FARO公司的Focus3D X330扫描仪作为检测对象,提出了一种以控制点为约束的地面三维激光扫描仪自检方法。该方法利用仪器自带的对称基座和半球形标靶,采用高精度的全站仪现场测设的控制点为参考基准,对扫描仪的标靶拟合距离、测距精度、水平角和竖直角的测量精度进行了检测评估。该方法简而易行,对未来扫描仪检测行业标准的制定具有一定的指导作用。     

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。     

三维激光扫描法测量铁路罐车容积辅助工装研发

采用三维激光扫描法测量装有加液管的铁路罐车容积时,由于加液管的遮挡,造成扫描点云图像缺失,出现罐车容积值偏差较大的问题。为此,设计可伸缩的辅助工装。扫描时,借助辅助工装可加大三维激光扫描仪与加液管间距离,在保持倒置工装优点的同时,能解决装有加液管罐车扫描点云图像缺失面积较大的问题。对比试验数据,结果表明:在使用三维激光扫描仪测量装有加液管的铁路罐车容积时,借助辅助工装,可进一步减小示值误差。     

激光技术在高速列车测量检测中的应用与展望

传统测量方法满足不了高品质轨道交通车辆生产制造的要求,某公司开展了基于激光技术的先进测量检测技术的研究及工程化应用,开发了车辆关键零件空间安装的三维激光投影测试技术、大跨距形位尺寸自动测量技术、复杂曲面构件三维激光扫描检测技术和基于视觉成像的车辆制造关键工序质量状态检测技术,成功应用于高速列车的生产制造中,有效提升了测量检测技术水平和工程能力。     

利用三维扫描技术检测复杂几何尺寸的探讨

比较和分析各种三维扫描仪的性能特点和优缺点,指出采用手持式激光三维扫描仪更适合对结构复杂、曲面较多的几何尺寸进行检测。提出利用三维扫描仪进行复杂几何尺寸检测的工作流程,举例说明检测工作中实物扫描和数据处理等的要点。     

Riegl VZ-1000地面三维激光扫描仪在铁路快速地形测绘中的应用

地面激光扫描仪以其高精度、高效率、无接触的优势,在铁路快速地形测绘中得到广泛应用。介绍基于Riegl VZ-1000地面激光扫描仪的外业采集流程和内业数据处理流程,将山西某铁路的地形图核补项目作为实验对象,按照内外业的操作流程,完成地形的快速测绘工作。     

长曝光摄影测量在隧道地质及空间测绘中的应用

隧道断面测量常采用全站仪或激光扫描仪进行,二者均利用设备发射激光以极坐标法测量,设备昂贵,且只能获取洞身表面轮廓数据,无法记录地质信息和爆破参数,在烟尘、富水环境下激光散射严重,信号返回率低。而掌子面地质测量则仍停留在地质素描或局部平面影像留存阶段,地质编录主观影响大,地质情况整体追溯性不强。"为测断面而测断面"实质上忽略了隧道的地质属性,仅追求洞身轮廓的测量精度而忽略地质因素、爆破参数的制衡,在光面爆破施工中只是被动的权宜之计。本技术将长曝光摄影和近景倾斜摄影测量相结合,在测量洞身轮廓的同时记录三维地质信息,对于准确掌握地质信息、优化爆破参数、改善光面爆破效果、控制材料超耗具有重要意义。     

采用三维激光扫描法检定铁路罐车容积技术要点分析

三维激光扫描法已经在铁路罐车容积检定中得到广泛应用。为保障和进一步提高铁路罐车容积测量准确度,针对三维激光扫描仪检定铁路罐车容积时标靶的制作与使用,三维激光扫描仪参数选择、安装和启动扫描,以及数据处理中计量单位的选择,点云异常、车型识别错误和罐体水平参数超差的处理,分析这些过程中技术要点,提出相应对策。     

三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用

随着测量技术的快速发展,三维激光扫描技术在地铁隧道收敛变形监测中的应用日益广泛。以深圳市轨道交通2号线地铁隧道自动化监测项目为例,研究三维激光扫描仪在隧道变形监测中的应用。通过LeicaScanStationP40型三维激光扫描仪对隧道自动化监测区域进行点云数据采集,并采用Cyclone9.0软件进行数据处理和分析,所得变形监测结果与传统自动化变形监测结果基本一致。将2种方法结合,可更全面掌握隧道区域的变形情况。     

机载激光雷达技术(LiDAR)在航测中的应用实践

LiDAR是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,通过量测地面物体的三维坐标,生成LiDAR数据影像。LiDAR数据经过相关软件数据处理后,可以生成高精度的数字地面模型DEM、等高线图及正射影像图。机载激光雷达技术的商业化应用,使航测制图如生成DEM、等高线、地物要素、断面图的自动提取更加便捷,其地面数据通过软件处理很容易合并到各种数字图中。     

高分辨率卫星影像数据与LIDAR数据在铁路勘测设计中的深度应用

鉴于卫星影像分辨率和商业化程度的不断提高,LIDAR设备及技术在铁路勘测设计中得到大量应用,首次提出了“高分辨率卫星影像数据与LIDAR数据在铁路勘测设计中的深度应用”这一全新的勘测设计理念,其最终目的为：以卫星影像完成大范围选线设计（以卫星影像数据完成预可研、并以目前可以得到的高分辨率卫星影像测绘1：5000比例尺地形图完成初测及方案可行性研究）;对定测方案实施超低空飞行,以高密度、高精度的LIDAR激光点云数据、高分辨率数码影像数据,完成线路1：2000数字地图、线路纵横断面、工点图内业测量（完成定测、初步设计、补充定测、施工图设计）。并从技术、经济、时间三个方面,论证了该理念的合理性、可行性、必然性。     

线阵列传感器立体影像的解析处理

针对线阵列传感器用多个线中心投影拼接成的一幅多中心投影影像,在推导了线中心投影构像方程的基础上,再用推导出的共线方程进行双像解析摄影测量,进行遥感立体影像三维信息提取。对CCD线阵列传感器影像,只要根据其成像原理和特点,在框幅式中心投影影像几何处理方法的基础上进行修改,即可实现几何处理。这种解决问题的思路也适合其他传感器获取的影像。     

航空摄影负片影像质量的控制

负片影像质量决定着航测后续工作的生产率和作业精度。航空摄影过程中曝光条件和摄影处理状况直接影响评价负片影像质量的基本元素。根据测区的地物特征，采用正确的曝光条件及相应的摄影处理方法，能保证合格的负片影像。     

激光接触网检测仪的研究

本文通过分析超声波测量与激光测量的优缺点，论述激光漫反射测量原理，提出了测量接触网导高及拉出值的新方案。     

基于光谱增强的遥感影像地面特征资料库建立

遥感影像地面特征资料库是基于光谱增强的知识集合。首先,按地质地貌学对典型地面特征进行分类;其次,搜集历年实际生产中积累的国内外多种传感器的真彩色（模拟真彩色）遥感影像数据,对资料其进行特征分析、归纳整理;再次,编写数据说明,即以简洁的语言,描述某一种地面特征数据达到最佳效果的普遍方法;最后,编写资料库浏览、查询软件,实现资料库内部数据的快速浏览、查询、下载等功能。此外,还进行了资料库的应用测试,分析了应用前景。