一种基于航空影像的高精度可量测无缝正射影像立体模型生成方法及应用

在传统摄影测量基于像片对的立体模型的基础上 ,提出了在多航带、多个模型构成的一个连续测区范围内 ,基于无缝镶嵌的数字正射影像和立体辅助影像 (Stereomate)构建一个可量测无缝立体正射影像对的思想。该模型是经过几何纠正的 ,能够立体再现摄影时的地形和地物信息 ,具有没有上下视差、方便使用、有地理参考和可量测的特性。该模型可以方便的与GIS系统集成 ,用户可以利用该模型进行三维地形、地物量测、公路、铁路设计和像片解译 ,可以对数据采集过程中未采集的地表三维目标 ,如房屋、树木、地质断裂等均可由用户自行采集 ,并且可直接进入GIS数据库。同时它也提供了一种快捷、真实地再现大范围的三维地形和地物景观模型的实用方法。经过理论和实验分析表明 ,在构成可量测无缝正射影像立体模型的正射影像分辨率和原始像片分辨率近似相同的情况下 ,它的量测精度可以达到用原始像片构成立体模型的立体量测精度。立体观测和影像匹配十分简单 ,可由非摄影测量专业背景的广大用户直接在计算机上完成。本文对可量测无缝正射影像立体模型的生成原理、方法和量测精度进行详细分析 ,并给出了相应的实验结果     

铁路大场景立体影像模型制作关键技术及应用

研究目的:大场景立体影像模型是由正射影像和立体辅助影像构成的无缝立体影像模型,传统模型制作方法工作量大、作业效率低下,限制了生产应用。本文根据大场景立体影像模型制作原理,优化作业模式,从航摄影像匀色、数字高程模型生产及影像拼接线编辑生产等大场景立体影像模型制作关键技术上提出可行的方案,实现大场景立体影像模型的高效快速制作,以满足生产应用需求。研究结论:(1)大场景立体影像模型可提供一个连续无缝的真三维立体环境,通过该模型可进行三维立体显示、量测、设计、分析和数据采集;(2)试验出一套快速便捷的制作大场景立体影像模型的工作方法及流程,系统总结了大场景立体影像模型在铁路勘察设计各个专业的应用情况;(3)大场景立体影像模型可作为一个新的数字测绘产品,对推动铁路勘察设计信息化、智能化发展具有重要的意义,不仅在铁路行业能够发挥巨大的价值,同样适用于公路、水利、电力、城市规划等工程领域。     

大场景立体模型建立及量测方法研究

研究目的:可量测的三维立体模型提供了新型的地学表达工具,对道路选线及工程设计都具有重要意义。但传统的立体模型为单个像对模型,且坐标计算过程复杂,限制了其生产应用。近年提出的数字正射立体影像制作方法突破了单个像对立体模型限制,但精确坐标计算过程依然繁琐。为了在保证精度的前提下简化计算方法,加速大场景立体模型的应用,本文提出一套新的模型制作和量测方法。研究结论:经实验证明本方法建立的大场景立体模型,具有较好的视觉效果,计算方法简单且易于实现,具有较高平面及高程测量精度,达到数字摄影测量工作站同等比例尺测图水平;具有广泛的适用性,易于应用于道路选线及工程设计中,可直接在三维环境下进行设计工作。     

GeoEye—I卫星影像制图在铁路勘测设计中的应用

卫星遥感影像测图技术在铁路勘测设计制图中的应用日益广泛,诸如P5、QUICKBIRD等卫星影像均已应用于铁路勘测设计不同时期的制图工作,并取得良好效果。针对更高分辨率卫星影像-0．41m GeoEye-I卫星影像,从其立体定位模型-RPC模型出发,探讨GeoEye—I立体卫星影像进行铁路1：2000制图的可行性,通过不同控制点方案下的系列立体定位试验和精度对比分析,证明其测图精度可以基本满足铁路勘测设计1：2000制图要求,可以用于航摄困难地区1：2000测图工作。     

GeoEye-I卫星影像制图在铁路勘测设计中的应用

卫星遥感影像测图技术在铁路勘测设计制图中的应用日益广泛,诸如P5、QUICKBIRD等卫星影像均已应用于铁路勘测设计不同时期的制图工作,并取得良好效果。针对更高分辨率卫星影像—0.41 m GeoEye-I卫星影像,从其立体定位模型-RPC模型出发,探讨GeoEye-I立体卫星影像进行铁路1∶2 000制图的可行性,通过不同控制点方案下的系列立体定位试验和精度对比分析,证明其测图精度可以基本满足铁路勘测设计1∶2 000制图要求,可以用于航摄困难地区1∶2 000测图工作。     

基于高分辨率影像和大比例地形图快速创建三维模型的方法研究

三维数据的制作在模型方法和软件方面存在一定的限制,利用二维数据快速创建三维地形场景,一直是三维GIS面临的挑战。以SketchUp三维建模软件为基础,在大比例地形图上叠加影像数据生成三维模型,获取影像完整的纹理信息,快速生成逼真的三维场景模型,并探讨其中的技术方法和流程。试验表明,该方法可快速得到纹理、色泽均较为满意的三维地形场景。     

真实感场景模型制作工艺及质量控制方法

为促进真实感场景模型技术的标准化与产品化。结合真实感场景模型的基本原理,对影响真实感场景模型制作质量的因素进行深入讨论,对制作过程中决定产品质量的DEM制作和模型接边处理进行试验分析,总结出控制产品质量的方法,并制定标准化制作流程。经实际工程验证,采用工艺流程制作的真实感场景模型具有较好的视觉效果,量测精度与单像对立体测图精度相当,具有广泛的适用性,在铁路、公路、电力、城市规划与建设等领域都具有重要推广价值。     

卫星影像制图在铁路勘测设计中的应用研究

研究目的:随着测绘卫星遥感技术的发展,卫星影像分辨率不断提高,卫星立体像对的获取为航测制图提供了新的数据源。但如何实现卫星影像制图,为铁路勘测设计服务,需在理论研究和精度分析的基础上,采取有效的技术措施,制定合理的制图方式。研究结论:通过研究并结合成绵乐、兰州至重庆和成都至兰州等铁路勘测设计制图试验,证明1.0 m的IKONOS卫星立体像对基本满足铁路1∶2000地形图制图要求;2.5 m的IRS-P5卫星立体像对基本满足铁路1∶10000地形图制图要求;0.6~1.0 m、2.5 m分辨率卫星影像基本上分别满足铁路1∶2 000、1:10000地形图修测的平面精度要求。     

三维“大场景”遥感技术在西康高铁地质勘察中的应用

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地层岩性及不良地质体进行遥感判释。综合三维大场景立体遥感技术和野外调查手段,建立岩类基本的遥感影像解译标志,以便对岩性进行综合判释;调查验证测区的地质构造及不良地质体的分布状态及规模,分析滑坡等不良地质现象的分布、规模及其特征。取得了较高精度的遥感地质解译信息,判释准确率较高,为铁路选线方案提供重要依据。     

铁路三维地形及仿真场景快速建立技术研究

通过四叉树空间索引原理计算地形和影像金字塔,实现三维地形的快速建立和浏览,同时根据既有铁路三维线位,提出铁路中线分段投影、三维模型自动匹配等方法,可快速搭建铁路沿线三维仿真场景。     

实景三维影像融合在高速铁路竣工验收中应用

研究目的:现阶段高速铁路竣工验收主要通过人工现场检查方式,存在效率低、验收归档数据不直观和难追溯等问题。针对上述问题,提出利用高精度实景三维开展竣工验收应用。研究主要解决单一实景模型无法直接应用于工程竣工验收的瓶颈难题,通过数据获取、三维建模、影像融合算法构建、可视化软件开发和竣工验收示范性应用,打通实景三维影像融合技术竣工验收应用全流程。研究结论:(1)研究表明以精确内外方位元素为数据源,利用模型与影像融合算法可实现高精度三维场景下无人机原始影像投射与动态融合;(2)基于实景模型影像融合方法可满足虚拟三维环境下铁路竣工验收中初步观感、定量几何量测分析、专项整治调查应用等方面工作需要;(3)除高速铁路竣工验收应用外,模型影像融合方法可应用于天窗期运营线病害检测,防洪和外部环境排查等方面工作。     

利用SPOT-5影像生成数字高程模型和正射影像的技术探讨

以SPOT-5影像数据为基础,分别对利用SPOT-5生成数字高程模型(DEM)和正射影像的技术流程和原理进行了阐述,并着重论述了基于稀少控制的SPOT 5大条带立体卫星影像区域网平差定向、卫星立体影像高精度影像匹配生成DEM、卫星影像数据的正射纠正等环节中涉及的一些新技术。     

无人机LiDAR技术在山区铁路测绘中的应用

复杂山区铁路建设项目中,所涉及的区域一般自然环境恶劣,地形条件复杂,传统测绘手段难以获取满足设计精度要求的测绘资料。结合我国西部高海拔山区的某铁路勘测项目,根据工作区域、地形地貌等特点,提出基于北斗高精度区域定位的旋翼无人机多载荷仿地飞行方案,获取测区有效范围内高密度、高精度、高质量激光点云数据以及数码高清影像等数据资料,再对数据进行试验加工处理,形成各类测绘产品,满足勘察设计各专业对测绘资料精度需求,同时系统总结了适用于高海拔复杂地形、大高差、高寒缺氧等特殊环境下的无人机LiDAR测绘作业模式与技术手段,包括载荷性能指标、飞行航线指标、飞行平台指标、采集参数设置、内业数据处理详细步骤等。研究表明,在高海拔复杂山区作业环境下,充分利用无人机LiDAR机动灵活、环境适应能力强、数据精度高、仿地飞行等优势,可作为传统卫星影像测量、航空摄影测量等勘测技术的有效补充,在铁路勘察小范围精细化地形图制作、中线测量中具有得天独厚的优势,可以解决高海拔复杂山区铁路测绘难题。     

DMCⅢ数字航摄仪在常益长铁路断面采集中的应用

为了提高铁路断面采集效率,提出基于DMCⅢ数码影像立体采集断面的方案,并成功应用于常益长铁路定测。外业以区域网方式布设像控点,内业通过空中三角测量建立测区立体模型,对影像进行匀光、匀色预处理并适当增加高程控制点数量,以提高模型精度,最后通过实测中桩坐标检核模型,进行断面的立体采集工作。实验证明,基于该方案立体采集的断面精度能够满足铁路勘察定测设计需求,特别是在地物复杂区域,如城区、站场等,基于高精度的DMCⅢ数码影像立体像对可准确快速地采集铁路断面,减少大量的外业测量工作,在保证精度的前提下大大提高了铁路勘测效率。     

Google Earth卫星影像无偏移下载及处理

通过专业软件实现无偏移Google Earth卫星影像下载,并利用Global mapper软件重投影及Erdas Imagine软件纠正等方法,可得到高精度的正射影像。用于地物的更新修测,高山地区可满足1∶10 000地形图的修测精度,丘陵及平坦地区可满足1∶2 000地形图的修测精度。     

基于OSG的铁路三维实时交互式可视化技术研究

针对现有铁路三维可视化技术的局限性,深入研究了大规模地形建模、铁路建模、地形模型与铁路模型的融合等关键技术问题。基于OSG开发了铁路三维实时交互式可视化平台,该平台可以实现大规模铁路三维场景的快速构建,具有交互式漫游、场景编辑、信息查询等功能,已在成渝城际铁路项目中成功应用。     

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。     

三维遥感铁路工程地质勘察技术应用研究

复杂山区铁路工程地质勘察中,存在地质调查困难、成本高、周期长的问题.提出了三维遥感铁路工程地质勘察技术,集成DEM、多空间分辨率卫星影像、GPS、区域地质图、工勘资料多维空间数据,建立的三维可视化工程地质遥感模型,实现了遥感解译高精度、高效率、大比例及解译成果制图一体化;结合向莆铁路高盖山隧道工程,阐述了三维遥感工程地质调查工作方法和流程.     

QuickBird高分辨率卫星影像数据处理及工程应用研究

1 概述 QuickBird(快鸟)是目前世界上空间分辨率仅次于GeoEye-1的商用卫星,地面分辨率达0.61 m,可与航片媲美,且成本低,精度高,更新周期短,使卫星遥感影像逐渐成为制作大比例尺地图的主角.当前,研究QuickBird的论文多集中在融合方法比较和几何校正精度方面,与城市规划和地形地图更新结合研究较多,具体到工程应用则较少.对工程技术和管理人员来说,只要影像处理后能满足工程使用即可,在校正精度方面多项式校正已足够,不需要正射校正等地图更新选用方法.而对影像购买及处理不太熟悉的工程人员来说,需要知道整个流程和处理过程中的一些关键细节.     

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。