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。     

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.     

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。     

三维地质建模技术在公路地质调绘中的应用

以公路野外地质调绘资料为依据，分析了地质调绘地质数据特征，将地质调绘数据划分成空间属性、实体属性和表观属性三种类型；对前两种数据进行格式化进而建立虚拟钻孔和断层面，进行三维地质模型构建。以西宁高速工程可行性研究阶段地质调绘为例，深部地层以地质群组为单元划分地层界面，线位附近浅表地层以地调点和地质界线为依据，构建三维地质模型并对模型精度、建模效率和应用效果进行分析。由于地质调绘数据稀疏，在具体工点和局部细节上地质模型的几何精度存在一定误差；所建三维地质模型将地形地貌与地层岩性融合展示，精度能够满足公路地质选线的要求。     

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...     

基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法研究

隧道开挖过程中岩体结构面信息获取的快慢和准确程度直接影响隧道施工的安全,针对三维重建算法效率低的问题,提出一种基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法和策略。首先采用普通数码相机快速获取一系列真实描述岩体结构的数字影像;然后针对岩体影像比例尺与倾斜角变化大、纹理相对贫乏的特点,采用ASIFT匹配算法与RANSAC误匹配点剔除算法来保证立体影像之间稀疏匹配的效率和可靠性;最后采用光束法联合平差方法对系列影像之间的相对位置与姿态进行求解,并综合利用核线几何约束、半全局匹配、多视最小二乘匹配等策略实现岩体影像的密集匹配,最终提取出岩体的三维信息。工程实践表明:基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法可以方便地实现工程岩体结构面完全非接触式测量,有效提高测量效率,避免测量人员暴露于未支护岩体下的危险。     

融合BIM与影像建模技术的桥梁检测方法及其应用研究

针对目前常用高速公路桥梁检测方法信息零散化、覆盖不全、可追溯性差、准确性不高的问题,提出了一种融合BIM与影像建模技术的桥梁检测新方法。在研究高速公路桥梁运维管养BIM模型特点、分类和编码规则基础之上,尝试建立了桥梁运维管养BIM模型数据库;为丰富BIM模型中的病害信息,采用影像建模技术,实现了既有桥梁的运维信息模型的快速重构和基于该模型的桥梁病害快速识别、测量与外观病害信息入库,为将BIM与影像建模技术有机融合作为一种新的技术手段高效应用于高速公路桥梁维护和检测中提供了参考与建议。     

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。     

强降雨作用下岩溶区公路隧道衬砌破损机制分析

为揭示岩溶条件下公路隧道雨后结构病害演化过程,依托京港澳高速大宝山隧道水害案例,通过地质勘察、地表调查与雨后水连通试验,探明水害段地质信息与水力连通特性;基于“无人机航飞+三维地质建模”联合技术,构建考虑地形地貌、隧道结构与地质信息的精细化三维仿真模型,探究强降雨后地层水位骤升时结构受力与变形响应规律。研究结果表明： 1）地层岩溶发育为雨水向下径流提供了良好的水力通道,由此引发的强降雨后地层水位抬升与结构水压骤增是导致结构压溃的直接原因; 2）地形影响下左右线隧道初始应力状态已具有差异性,随着地下水位抬升,结构外水压与内力的不对称式增长使得隧道应力差异性愈发明显; 3）至水位上升60 m时,压应力超限、安全系数过低的结构风险出现于左线高山侧边墙、拱脚处,且与现场病害特征、病害位置吻合良好,验证了模拟方法的可行性与有效性。     

三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究

传统的隧道变形监测手段主要是对部分点和断面的数据进行提取,存在工作量大、效率低、数据少等缺点。三维激光扫描技术可集成隧道安全与质量信息,一次扫描即可准确建立隧道三维矢量模型,精确得到隧道的整体变形和轮廓信息。以桐庐隧道为依托,研究三维激光扫描技术在山岭隧道变形监测中的应用,得到以下结论:当激光扫描入射角大于60°时,扫描误差急剧增大,可根据入射角及隧道内径确定最大测站间距;为降低隧道累计拼接误差导致的模型整体偏移,应采用首尾控制点双控技术;采用单点面域分析法,可提升监测数据的可靠性;采用点云及模型套接技术,可快速实现对隧道三维变形、支护侵限、二次衬砌厚度的评估,大大提升隧道数据采集与分析的效率。     

复杂地质边坡三维模型构建及稳定性分析

针对数值计算分析软件在建立复杂地质模型中人工简化过多、不直观等缺点,在研究曲面建模和体元建模的差别上,基于DIMINE软件建模平台,提出了使用DTM模型建立地表、线框模型建立地质体的三维地质可视化建模技术。在勘探平面图和剖面图的基础上,精确的建立了某矿区复杂三维地质模型,实现了任意剖面切割,为边坡稳定性分析提供了必要的参考。结果表明,该方法是可靠、有效的,为复杂地质三维模型提供了一种新的建模方法。     

基于地质横剖面的隧道工程三维地质建模方法研究

为直观准确地表达地质与隧道工程之间的相互关系,对三维地质与隧道的建模方法进行研究。首先,提出一种基于地质横 剖面轮廓线的归一化三维地质体模型重构方法; 然后,以已建立的三维地质模型为基础,对基于隧道横断面的三维建模及隧道与 地质模型合并过程中的模型切割、分层进行研究; 最后,开发基于断面的三维隧道地质建模及可视化系统。通过建模实例显示: 采 用本文的方法能够取得良好的三维地质及隧道建模效果,直观展示隧道与地层间的相互关系,较为丰富地展现隧道的内部细节。     

基于BIM的道路地质地面信息模型构建及应用

基于BIM的道路全数字三维地质地面信息模型构建是实现道路工程BIM动态设计的关键。以北京市平谷区黄松峪山区某道路工程为例,将道路地质地面信息导入到Civil 3D中,利用Civil 3D的点、块、曲面、实体提取等功能,构建了三维地质地面信息基础模型并在此基础之上进行综合设计,实现了基于地质地面信息的纵断面设计、土石方计算等定量分析。结果表明,该方法可以初步解决道路设计中地质地面信息储存、管理、分析以及可视化的问题,为基于BIM的道路全数字化正向设计提供支撑。     

三维路面模型的构建及其在Adams中的验证

根据多功能激光路面检测仪测得的路面信息,提出了利用Delaunay三角剖分与加权函数插值相结合生成三维路面模型的算法,在此算法的基础上根据Adams中的路面格式生成其相应的路面文件,可以直接被Adams调用。同时通过功率谱对比与Adams中仿真分析对生成的路面模型进行了验证。结果表明,此算法可以生成纹理更加清晰、精度较高的路面模型;不同车速下的仿真结果与实测路面结果有较好的一致性,误差相对较小。因此,生成的路面模型能够真实地反映实际路面不平度的特征。