面向公路施工现场的三维实景模型建模方法

倾斜摄影实景三维模型是一种能够表达和刻画复杂公路施工现场的有效方式之一。然而由于倾斜摄影测量影像采集方式的局限性和公路施工现场环境的复杂性,塔吊、斜拉索等特殊重建对象的三维模型会发生结构破损、变形以及桥底等近地面遮挡区域出现纹理拉伸、缺失,所以需要针对不同类型重建对象的特征采取相适应的建模方法。针对公路施工现场实景三维建模的痛点问题,提出在获取倾斜影像基础上补充公路施工现场的近景影像,两者相互补充联合建模,解决桥底等近地面区域纹理缺失和结构拉伸的问题;采用DP Modeler与3ds Max联动建模方法解决类网状对象三维模型结构破损缺失问题。实验结果表明,该方法实现了公路施工现场精细化、高精度建模,为智慧工地的土方计量、变形监测等应用提供了可靠数据支撑。     

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。     

基于机载激光扫描的山区高速公路环保选线研究

针对山区高速公路线形设计制约因素多、工程难度大的实际问题,提出一种基于机载激光扫描的山区高速公路环保选线方法。在高精度机载三维激光扫描基础上,通过公路地质灾害遥感识别与分析、生态环境影响分析和公路纵、横断面设计,实现山区高速公路环保选线选址研究。贵州省都匀至安顺公路的应用结果表明:该方法科学、合理地确定了工程方案,将公路建设对生态环境的影响程度降至最小,为山区绿色公路建设提供了技术支撑。     

基于倾斜摄影的实景三维公路地质灾害识别关键技术研究

我国幅员辽阔,地形地质条件复杂,频发的地质灾害给公路安全带来巨大威胁,急需探索准确、灵活的自动识别技术。实景三维技术以其对地形、植被的全面把握能力已逐渐成为防灾减灾领域的重要发展方向,为提升公路地质灾害识别自动化程度提供技术支撑。基于一种成本低、效率高、精度较高的实景三维技术-倾斜摄影,结合三维模型构建、机器学习、虚拟现实仿真模拟等关键技术,构建"影像采集-模型构建-指标提取-样本训练-实景展示"公路地质灾害识别流程,将极大地推动防灾减灾技术更新换代,为结合激光雷达和空天地一体化检测平台,提升公路地质灾害自动化程度奠定基础。     

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。     

无人机三维实景建模技术在路堑边坡地质信息提取中的应用

简述了无人机摄影技术和三维实景建模技术的基本原理和工作流程,选取南宁市大明山保护区三宝至天坪区公路的2段路堑边坡,采用无人机三维实景建模技术,通过航拍和影像数据处理,构建三维实景模型,提取岩体结构面参数、危岩体尺寸等几何信息,工程实例研究和验证表明,无人机三维实景地质建模可视化效果良好,较好地保留和反映了相关地质信息和空间位置信息,对边坡几何信息的识别度和准确性较高,实现了地质信息的数字化、可存储性、可溯性和可度量性,可为公路边坡稳定性分析评价和地质灾害防治提供依据。     

时序InSAR技术在山区公路遥感地质勘察中的应用

传统公路遥感地质勘察方法较难获取潜在地质灾害隐患区信息,影响后续山区公路选线。为此,采用一种基于时序InSAR技术的山区公路遥感地质勘察方法。以青海省沿黄公路隆务峡至公伯峡段为研究区,利用长时间序列的Sentinel-1A影像,通过小基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR),获取路线范围内沿雷达视线(LOS)方向的地表形变信息,并将其转化为坡向方向的形变信息,然后利用GIS空间分析方法获取典型沉降区,以此提取出潜在地质灾害隐患区。实验结果表明,SABS-InSAR技术可有效提取出山区公路潜在地质灾害隐患区,有效节约人力物力,为山区公路的准确选线提供数据支撑。     

倾斜摄影技术在公路勘察设计中的应用初探

探讨倾斜摄影三维建模技术应用于公路勘察设计的技术框架、应用方法。倾斜摄影基于无人机等航空载具拍摄的多视角影像自动化生成地形数字模型,具有低成本、高灵活特点,可以应用于"预可-采集建模-工可-两阶段设计"公路勘察设计全工作流程。结合视觉三维重建、虚拟现实仿真展示和其他辅助技术等关键技术,可以进一步在选线、平纵横设计、多方案比选和综合评价展示中提高自动化率、准确度与评估核算精度,并有望结合大数据与人工智能技术在自动化选线等方面得到深入发展。     

川西高原山区公路典型灾害原因分析及防灾措施

为了研究高原山区公路沿线典型地质灾害的致灾原因，以2016年—2020年四川省甘孜、阿坝、凉山等高原山区公路典型灾害为研究对象，对比分析了不同灾害与公路断道的关系，得出了该地区典型灾害发生频率由高至低为洪水水毁、崩塌、泥石流、滑坡，断道风险由高至低为泥石流、崩塌、滑坡、洪水水毁的结论，并揭示了高原山区地形地貌高原山区地形地貌、地质、地震及次生地质灾害提供的物源条件与降雨耦合是诱发公路典型灾害的主因，且断道多发生在雨季5月—9月，灾害频繁爆发时段较雨季延迟。基于此分析，从灾害防治、防治管理及监测预警等方面提出了高原山区公路防灾措施。     

脆弱环境下山区公路选线研究

针对脆弱环境下山区公路具有环境脆弱性和地质灾害易发性的特点,综合应用公路计算机辅助设计技术、"3S"技术和数学理论方法,正确合理地把握山区公路选线与环境、地质灾害的关系,以期从公路工程建设的源头上减轻公路选线对脆弱环境的影响,减少或避免各种地质灾害的发生。     

基于SketchUp的山区公路三维建模技术研究

山区公路三维建模一直是道路设计方面的一个难点,传统的建模需要耗费大量的时间和精力,且建模效果并不逼真.文中举实例探究用SketchUp软件对山区公路进行快速建模的技术.     

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。     

基于模糊综合评价法的山区公路地质灾害危险性评价

山区公路地质灾害频发,阻碍经济建设,威胁人民生命健康。文章在研究我国南方某山区公路地质灾害发生机理及影响因素的基础上,引入模糊综合评价法,构建评价因素集,利用AHP法确定评价因素权重,文章通过文献法及专家法制定评价因素分级标准,选取合适的隶属度函数,对该公路进行了综合评价。可以为大规模开展山区公路地质灾害危险性评价提供参考。     

基于Entropy-FAHP综合定权法的山区公路路线方案优选研究

针对山区公路选线评价主观分析多、定量少的问题,为综合量化评价比选方案状况,建立了三维度多指标的山区公路路线评价体系,并将Entropy法与FAHP法进行有机结合,构建了山区公路路线多方案综合评价方法,采用该方法对定西市某公路K线和A线2个方案进行评价,计算各方案综合权重下的得分,得到了贴近工程实际的优选方案。     

震后都汶公路沿线泥石流灾害分布与活动特征

针对山区地质背景复杂、地貌起伏大和地质灾害分布广的特点,以都汶公路沿线泥石流为研究对象,通过详细的野外调查,系统研究都汶公路泥石流危害特点,查明公路沿线泥石流灾害的分布,分析泥石流对山区公路的影响,归纳泥石流灾害的形成条件和活动特征。针对泥石流灾害现状,对都汶公路泥石流发展趋势进行有益探讨,为山区公路泥石流治理提供参考。     

公路滑坡预测预报研究现状及前景展望

随着山区公路的大规模建设,滑坡等地质灾害日益严重。针对公路沿线滑坡所独具的特点对其预测预报的理论基础、研究现状进行总结分析,对公路滑坡的发展趋势作了简要评述。     

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。     

基于无人机三维建模技术的桥梁检测方法研究

目前使用无人机进行桥梁检测时,仅是利用无人机抵近桥梁拍摄高清照片,通过目视判读的方法对桥梁病害进行单一视角的定性检查。该文提出了一种基于无人机三维建模技术的桥梁检测方法,可以对病害进行多视角、全方位的观察,并可进行定量化量测和描述。首先针对无人机桥梁检测三维建模的特点和要求,自主配置了无人机硬件平台;然后介绍了无人机桥梁三维建模的具体流程和方法,包括航飞拍摄方案制定、图像预处理、三维立体重建3个步骤。使用该文方法对昆楚二级公路某拱桥、高海高速海口大桥、观音山大桥开展了实际的无人机三维建模和检测试验,取得了良好的效果。     

天山南坡山区公路崩塌灾害分布及危险性评价

本文以位于天山南坡腹地的温宿山区公路专用线为例，通过崩塌灾害实地踏勘、阐述了天山南坡山区公路崩塌的发育特征、分布特征及分布规律。通过对温宿山区公路专用线崩塌的各种资料、信息的分析和处理，提取了评价崩塌危险性的参数为：危害长度、崩塌规模、稳定性、危害方式和保通方式等5个地质灾害危险性评价指标，采用专家系统法赋值，通过层次分析法确定指标权重，据此提出了温宿山区公路专用线地质灾害危险性评价模型。通过计算，温宿山区公路专用线共有严重危害的崩塌3个，占总数的15．8％，中度危害的崩塌10个，占总数的52．6％，轻度危害的崩塌6个，占总数的31．6％。     

红层地区运营期公路边坡长期稳定性在线评价系统

山区公路运营期边坡长期稳定性具有逐步劣化特征,而传统边坡分级评价方法未形成长期稳定性动态评价体系。根据四川红层丘陵区公路边坡坡体结构和变形失稳特征,建立了基于动态变形的边坡长期稳定性量化评价体系。针对公路边坡沿线点状分布,数量较多的特点,对红层区398个公路边坡开展了详细地质调查和评价,基于互联网技术,建立了公路边坡健康信息数据库和在线管理评价平台,提高了公路边坡地质灾害防灾减灾信息化管理水平。经过系统在线动态评价结果,及时对不稳定边坡进行处治,有效保障了山区高速公路安全运营。