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。     

基于无人机贴近摄影测量的桥梁精细化建模

无人机贴近摄影测量已应用于滑坡、危岩崩塌的地质调查、监测与预警项目中。本研究充分利用贴近摄影测量技术,事先对航线进行规划,并且在飞行前进行安全验证,使整个飞行作业过程在安全状态下进行,从而达到自动、安全地开展桥梁精细化建模工作的目的。     

一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法

三维路网是重要的基础地理信息数据,为了快速高效地获取包括路网在内的地表三维模型,可以采用无人机倾斜摄影技术,并设计相应的三维路网提取方法。在对无人机倾斜摄影三维模型、道路特性分析的基础上,提出一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法。首先,对无人机倾斜摄影和三维建模方法进行了分析,设计了针对三维路网提取的航空摄影策略和数据处理流程。分析了真实三维模型的构成,并结合道路在材质、形态等方面的特殊性提出了可用于道路提取的三维模型特征。然后,以三维模型中的三角面片为处理对象,开展了相关分割方法研究,消除存在混合地物的面片。利用支持向量机方法和面片的多种特征,进行了道路面片识别。最后,设计了道路面片三维连接方法和道路边缘三维修正方法,实现了面片间的连接以及道路边缘的有效修正。此外,还以北京某地区为例开展实际数据采集、三维建模和三维路网提取试验,介绍了倾斜摄影、控制点验证点数据采集以及三维模型的采集和生产过程;利用所提出的方法进行路网提取试验,得到了该区域的三维路网数据成果,并从定性和定量2个角度对成果进行评价。试验结果表明：所提出的方法可以有效地从倾斜摄影三维模型上提取路网信息,其平面和高程的精度均可满足一般导航等应用的要求。     

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,为工程设计提供更为完整的地形、地物、地质模型信息;为路基支挡与防护、桥梁桩基础等工程设计提供更为有效的手段。     

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。     

无人机航测在海外高速公路地形测绘中的应用研究

巴基斯坦卡拉奇—穆尔坦—拉合尔高速公路勘察设计项目,采用无人机低空摄影测量绘制地形图。在航测像控点布设阶段,以减少平高网的航线跨度为原则进行布点,提高空三加密的高程精度,结合倾斜航摄Smart3D和立体模型生产软件INPHO,快速生成带状线路正射影像图和数字表面模型,并配合地面控制点,生成数字地形图和数字高程模型。     

基于无人机的悬索桥主缆自动巡检及小样本表观病害识别

为了实现悬索桥主缆的自动化、智能化检查,开展了基于无人机的主缆巡检路径规划和小样本数据下的主缆病害识别研究。首先,利用无人机倾斜摄影测量技术快速建立悬索桥的三维模型,提出主缆无人机自动巡检路径的规划方法;然后,采用Faster RCNN网络模型识别主缆图像中的表观病害;最后,采用基于图像融合的数据增强方法,提高小样本数据集下目标检测的准确率。在Faster RCNN网络模型训练过程中,随着训练轮次的增加,测试集中裂纹、锈蚀和划痕3类病害的平均精确率得到提升,并在第15个训练轮次后逐渐稳定,在经过100个训练轮次后,测试集中所有类别的平均精确率为0.723。以小龙湾桥为研究对象,进行了主缆的现场检查试验。研究结果表明：基于悬索桥三维模型进行主缆无人机自动巡检路径规划具有实际可行性;基于Faster RCNN网络模型能较准确地识别主缆的裂纹、锈蚀和划痕病害;利用图像融合方法生成病害数据能有效克服数据样本少的问题,并提高识别的准确性。     

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。     

高精度三维地图在机西智慧高速公路的构建与应用

利用北斗卫星及地基增强系统提供的高精度定位技术,基于三维激光点云、倾斜摄影建模技术,通过移动测量系统和无人机采集机西高速沿线及周边地物精确空间信息,建立高精度三维地图,实现机西高速公路设施数字化及资产管理。     

基于BIM的桥梁全生命期管理技术及应用研究

针对桥梁设计、施工和运维管养不同阶段信息转移遗漏和难以共享的问题,以武汉青山长江公路大桥为背景,综合运用物联网、大数据、云计算、无人机倾斜摄影等新兴信息技术构建基于BIM的全生命期信息管理平台,平台包括电脑端的WEB应用系统、智慧沙盘和移动智能终端APP 3种可视化交互方式。设计阶段,对全线桥梁进行参数化BIM建模,并建立桥梁周边环境三维实景模型,在BIM中集成桥梁结构分析结果数据。施工阶段通过统一的构件编码串接项目信息、施工进度、质量安全、人员物资机械、施工监控等信息,实现各方的协同管理。运维管养阶段,在BIM模型上集成了设计、施工阶段与运维管养相关的关键信息,对健康监测和巡检管养实现三维可视化管理。     

基于Virtuoso3D的大面积弱纹理区域空三计算研究

针对目前无人机倾斜摄影测量内业数据处理过程中,大面积弱纹理区域空中三角测量出错率高且精度难以保证的现状,现采用Virtuoso3D对大面积弱纹理区域进行空中三角测量计算.首先,介绍了基于Virtuoso3D平台的空中三角测量的操作步骤,以容东片区实际项目为例,该区域被大面积植被、防尘网覆盖,航拍过程中会出现在多张连续影像中,存在特征点不明显或者缺失现象.在空三计算过程中,基于多视影像进行特征点计算提取的方法容易出现连续弱纹理像片不参与运算出现漏洞的问题,而Virtuoso3D采用机器视觉普适性算法,配合基于摄影测量的严密解算方式,在减少匹配次数的同时充分提升空三成功率和精度,有效解决大面积弱纹理区域空三连接点分布不均、断裂、分层等问题,自由网之后的精转点遵循由粗到精的原则分层迭代获得可靠的空三成果.     

基于BIM+倾斜摄影技术的监控平台在华丽高速公路中的应用

针对华丽高速公路进行了BIM建模和无人机航拍倾斜摄影数据的采集,在传统监控软件基于GIS技术基础上,同时融入了倾斜摄影和BIM技术,为用户提供直观的位置信息,给用户的呈现更加真实化、立体化。     

倾斜摄影测量在高速公路改扩建工程中的应用

传统意义上的测绘已经不能满足信息化智能化测绘时代的需求,无人机倾斜摄影测量技术给测绘行业带来了新的技术手段。研究倾斜摄影测量技术在实际测绘生产项目中的应用流程,通过对航测相机进行检校、航测参数调整、像控点布设方案优化、数据严格检核处理等,最终获取满足规范和项目要求的测绘成果。最后将该方法应用在高速公路改扩建工程中,并对实地标志点、地面标高、雨污水井位、高速路面桥缝等特征点数据进行了残差统计和误差分析。结果表明,该方法测量成果精度可靠,解决了传统测量方式无法直接进行高速测量的问题,提高了工作效率,效果良好。     

基于点云模型的桥梁构件形态变化趋势识别与分析

为准确识别桥梁运营期间关键构件的几何形态及其变化趋势,提出一种基于点云模型的构件形态识别方法。该方法利用激光扫描与点云模型拼接技术,建立运营期间桥梁结构的精细化三维数字模型,通过对构件的时空变化趋势进行跟踪,进行桥梁结构力学现状的判断及发展趋势的预测。以7座独柱墩桥梁的倾覆评估为例,采用三维激光扫描得到的点云模型,识别各桥支座转角、主梁相对支座侧移及整体结构行为变化,并通过2年跟踪得到主梁侧向倾覆的趋势。识别结果与常规检测数据及外部荷载特征一致。该方法可实现桥梁构件几何形态的远距离识别和整体结构行为变化的快速跟踪,为桥梁的安全预警提供合理依据。     

基于多型智能桥检装备的梁桥联合检测技术研究

为解决桥梁检测机器人实桥检测过程中所面临的适用性问题，采用对已有研究成果归纳总结和桥梁检测机器人实桥应用验证的方法，对多型桥检测装备共同作业下的梁桥联合检测技术进行了研究。主要研究结果为：1)无人机初检，长臂、爬壁机器人根据初检结果抵近详检的联合作业模式，可减少检测过程的盲目性，大幅度提高检测效率；2)无人机、长臂、爬壁机器人在检测过程中将面临许多约束问题，检测前的事先路径规划可提高检测过程中的安全性；3)无人机、长臂机器人检测过程中应避免过多的转弯操作，无人机飞行策略和长臂机器人巡行采集模式宜采用转弯次数较少的短边向“S”形采集；4)通过苏家沟特大桥和玉带河桥的应用验证表明，本文所提出的规划内容可在一定程度上解决检测机器人实桥检测过程中的适用性问题。     

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...     

倾斜摄影与BIM融合技术在特大型桥梁建设上的应用

大型市政桥梁的建设往往周边建设条件苛刻、桥梁构造复杂、施工场地有限,传统的效果图较难真实反映桥梁与周边环境的融合度。宁波中兴大桥在设计建设过程中,通过倾斜摄影构建真实的三维场景,与大桥BIM模型融合,并在融合后的模型上制作虚拟现实场景,解决了桥梁建设过程中的诸多难点。     

信息化技术在市政道路前期规划中的研究

市政道路是城市道路交通的重要组成部分,其建设规划需要结合城市经济发展、交通需求和近期建设目标,是审批级别最高、部门最多、层次最多的项目之一,是市政道路建设的开端和基本原则纲领。合理的市政道路规划建设,成为当今城市发展的重要组成部分,特别是在城市高速发展的背景下尤为必要。就运用信息化手段在市政道路的前期规划阶段进行探索研究,利用BIM、GIS、无人机倾斜摄影等技术为市政道路工程前期规划阶段提供一套协同管理和信息化的解决方案,并为城市市政工程数据分析提供数据基础。     

无人机倾斜摄影精细格网土方计算研究

为了实现对土方量的精确计算以及降低测量人员的外业工作量,文中提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的土方量计算方法。该方法由原始实景三维模型获取、真实地表点云生成和土方精确计算3个核心方法组成,实现了以精细格网为基础的土方填挖精确计算。通过实际应用表明,文中方法具有精度高、作业安全、节省人力和时间成本的优势,可作为土方量计算的新方法。     

基于轮胎印迹的事故再现方法研究

首先建立了相机的三维摄影测量模型,用于轮胎印迹的准确勘测和建模。然后建立了车辆运动及碰撞过程中的动力学模型,用以模拟车辆在碰撞前、碰撞过程及碰撞后的运动轨迹,和摄影测量得到的轮胎印迹模型比较,采用轨迹优化的方法实现交通事故在计算机上的三维模拟再现。最后通过在典型事故再现中的应用阐述此方法的应用价值。