国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

三維激光掃描技術(shù)在水利測繪中的應(yīng)用

2017-06-21 10:18:20河南省水利信息中心
河南水利與南水北調(diào) 2017年5期
關(guān)鍵詞:圖件標(biāo)靶測站

(河南省水利信息中心)

三維激光掃描技術(shù)在水利測繪中的應(yīng)用

□韓慧穎(河南省水利信息中心)

三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用,可以極大地提高測繪的精度和效率,降低野外數(shù)據(jù)采集強度,更能保障數(shù)據(jù)的實效性。其具有突出優(yōu)勢的測繪手段為實現(xiàn)智能化水利,尤其是對坐落在地形變化劇烈的深山峽谷中進(jìn)行水庫、水電站壩址區(qū)等水利工程的大比例尺測圖顯得更具優(yōu)勢;應(yīng)用三維測繪技術(shù)可以對水利工程進(jìn)行精準(zhǔn)的變形監(jiān)測、汛情監(jiān)測,可為決策者提供科學(xué)依據(jù)。通過對三維激光掃描技術(shù)的分析,以期在更廣闊的領(lǐng)域中得到應(yīng)用和拓展。

三維數(shù)據(jù)采集;高精度;高效率;水庫水電站;精準(zhǔn)監(jiān)測

0 引言

三維激光掃描技術(shù)(3D Laser Scanning)是測繪與信息領(lǐng)域中的創(chuàng)新性技術(shù),被稱為繼GPS技術(shù)之后的里程碑式的革新,已經(jīng)在地形測繪、文物保護(hù)、城市建筑及工業(yè)等多領(lǐng)域中成功地應(yīng)用,并日漸拓展。

實踐表明,三維激光掃描技術(shù)是精細(xì)化測繪中的最佳技術(shù)手段,其具有三大突出優(yōu)勢:一是非接觸、無損方式,對掃描對象能實現(xiàn)不可達(dá)目標(biāo)的遙測;二是精度高,能獲取掃描對象真實現(xiàn)狀的三維數(shù)據(jù),尤其是不規(guī)則幾何外形目標(biāo),最高精度能達(dá)到幾十個微米;三是效率高,最高能達(dá)到每秒一百萬個點,大大降低了野外數(shù)據(jù)采集強度,能有力保障其時效性。在努力實現(xiàn)智能化水利的進(jìn)程中,把三維測繪技術(shù)運用到水利建設(shè)與管理中來將成為不可或缺的技術(shù)手段,尤其是對坐落在地形變化劇烈的深山峽谷中進(jìn)行水庫、水電站壩址區(qū)的大比例尺測圖顯得更具優(yōu)勢。應(yīng)用三維測繪技術(shù)對水庫大壩及其他防洪工程進(jìn)行精準(zhǔn)的變形監(jiān)測、汛情監(jiān)測,所完成的信息統(tǒng)計分析和虛擬,形成準(zhǔn)確、詳實的技術(shù)成果,可為決策者提供無可置疑的科學(xué)依據(jù),必將大大提高防洪保安能力。由于這項技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用還處于初級階段,為此,筆者對三維測繪技術(shù)中的幾個要點作簡要闡述,以期與同仁們一起探討、創(chuàng)新。

利用三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行測繪,其內(nèi)容主要包括:三維精細(xì)掃描、三維數(shù)據(jù)處理、圖件制作三個方面:一是精細(xì)掃描:利用現(xiàn)有三維激光掃描,對掃描對象進(jìn)行三維精細(xì)數(shù)據(jù)采集,作為資料永久存檔;二是三維數(shù)據(jù)處理:對原始掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理加工,為后續(xù)工作提供分析依據(jù);三是圖件制作:用三維點云模型,制作平立剖面圖、特征部位剖面圖等,為數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)圖件。

1 三維掃描數(shù)據(jù)獲取

1.1 現(xiàn)場踏勘

為能夠更好地了解掃描目標(biāo)的實際情況,需要親自去現(xiàn)場進(jìn)行踏勘,確定掃描目標(biāo)物的具體位置,然后根據(jù)掃描目標(biāo)物的空間分布、外部形態(tài)、內(nèi)部架構(gòu),繪制現(xiàn)場草圖,結(jié)合需要掃描的精度和分辨率,大概確定一下掃描站的站數(shù)和位置,畫出控制網(wǎng)草圖。

1.2 儀器準(zhǔn)備

針對所要掃描的目標(biāo)對象,選用合適的三維激光掃描儀,例如RIEGL VZ-1000。

1.3 儀器安置

儀器應(yīng)盡量安置在平坦處,并做固定處理,確保在掃描時不會出現(xiàn)震蕩偏移,以保證儀器的安全和數(shù)據(jù)質(zhì)量。為了能夠得到要掃描的目標(biāo)對象的完整空間信息,儀器的安置應(yīng)盡量避開遮擋物,并使相鄰兩次掃描站的掃描區(qū)域有重疊部分,站點不能設(shè)置太遠(yuǎn),必須在掃描儀的有效掃描距離內(nèi),還必須設(shè)置合理的站數(shù),站數(shù)如果選擇少了,就會出現(xiàn)掃描盲區(qū),拼接后的數(shù)據(jù)有黑洞,如果站數(shù)過多,就會降低掃描效率,增加掃描時間,也會積累拼接的誤差,所以應(yīng)該根據(jù)實際情況,設(shè)置盡量少且合理的站數(shù),獲得最佳的掃描結(jié)果。

1.4 標(biāo)靶布設(shè)

為了將多個測站掃描獲取的不同坐標(biāo)系的點云數(shù)據(jù)拼接到同一坐標(biāo)系中,以求獲得目標(biāo)對象表面完整的形狀信息,合理地布置標(biāo)靶尤為重要?;痉椒ㄅc原則:一是每兩個測站之間至少應(yīng)放置3個不在同一直線上的標(biāo)靶;二是測量標(biāo)靶的位置要遵循“為下一個測站服務(wù)”的原則,盡量做到“多站式兼顧”,即將標(biāo)靶設(shè)置在盡可能多的測站都能掃描得到的位置,以減少標(biāo)靶數(shù)量和點云數(shù)據(jù)在多站點拼接處理的誤差;三是避免遺漏設(shè)置標(biāo)靶。

1.5 掃描目標(biāo)

在掃描目標(biāo)對象之前,需要設(shè)定分辨率,掃描儀自動掃描,掃描完后自動存儲數(shù)據(jù),然后移動至下一站,按照作業(yè)流程進(jìn)行下一站的掃描,直至完整獲得點云數(shù)據(jù)。

1.6 數(shù)據(jù)檢查與保存

掃描完成后用圖形工作站對掃描數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行現(xiàn)場檢查,檢查合格數(shù)據(jù)及時保存。若有區(qū)域漏掃,則需加站掃描,直至數(shù)據(jù)完整可用。

1.7 成果形式及精度要求

近景三維數(shù)據(jù)獲取對應(yīng)的成果為原始三維點云數(shù)據(jù);精度為無損方式,獲取目標(biāo)對象的點云數(shù)據(jù)具有完整性。

2 三維數(shù)據(jù)處理

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括點云預(yù)處理、點云拼接、整體點云處理、圖件制作等。

2.1 精度要求及控制

一是三維整體點云模型精度與原始點云精度一致;二是在三維點云模型建立各步驟中,通過改進(jìn)點云簡化、三角網(wǎng)建立算法,確保整體三維點云模型精度符合要求。

2.2 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理

點云數(shù)據(jù)預(yù)處理是三維激光掃描數(shù)據(jù)處理中必不可少的步驟,點云數(shù)據(jù)模型是后續(xù)內(nèi)業(yè)處理工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),點云數(shù)據(jù)結(jié)果直接影響到后續(xù)模型建立的質(zhì)量,及利用點云模型進(jìn)行分析、正射影像圖及相關(guān)圖件制作效果。預(yù)處理流程如圖1所示。

圖1 點云預(yù)處理流程圖

2.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備三維點云原始數(shù)據(jù)。

2.2.2 點云數(shù)據(jù)檢核

掃描過程中,由于被掃描物體之間的相互遮擋,難免會引起數(shù)據(jù)的缺失。同時,掃描外界條件因素也可能引起數(shù)據(jù)的分層。所以,點云數(shù)據(jù)檢核是點云數(shù)據(jù)預(yù)處理中必不可少的一步。若分層嚴(yán)重,則視該數(shù)據(jù)為不合格數(shù)據(jù);若分層較少或不存在分層現(xiàn)象,視該數(shù)據(jù)合格,少量分層可通過后續(xù)點云粗差剔除及去噪操作處理。

2.2.3 點間距量取

點間距量取是指使用三維軟件手動抽樣進(jìn)行點云中相鄰兩點之間空間最短距離的量取。通過點間距量取操作,可檢查所獲取點云密度是否滿足精度要求,并為后續(xù)三維模型建立時數(shù)據(jù)簡化步驟提供幫助。點間距應(yīng)滿足精度要求。

2.2.4 粗差剔除

由于測量過程中難免儀器出現(xiàn)一些異常振動、以及鏡面反射等原因,在真實數(shù)據(jù)點中往往混有不合理的噪聲點,包含大量的粗差、錯誤和無關(guān)信息,所以有必要對數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和平滑濾波的處理。

2.2.5 點云數(shù)據(jù)拼接

運用專業(yè)軟件,自動將各站三維點云數(shù)據(jù)拼接,并檢查測站與測站拼接精度,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。提取目標(biāo)點云,將多余點云刪除,將點云數(shù)據(jù)分塊導(dǎo)出。

2.2.6 參考系統(tǒng)一

由于激光測量機或三坐標(biāo)測量機自身結(jié)構(gòu)的不足,以及數(shù)據(jù)處理過程的需要,在某些情況下需要對數(shù)據(jù)點云進(jìn)行坐標(biāo)變換,將所有測站數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸并到獨立坐標(biāo)系。根據(jù)外業(yè)所測得標(biāo)靶點坐標(biāo),可實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)正,便于后續(xù)處理。

3 圖件制作

主要是通過三維點云模型,按照測量標(biāo)準(zhǔn)制作立面圖、剖面圖、正射圖等圖件,表現(xiàn)掃描對象的特征,從而直觀反映相關(guān)信息,并進(jìn)行存檔分析。

利用AutoCAD軟件繪制圖件時需包括圖廓、圖名、文字標(biāo)注、比例尺等內(nèi)容,各項要求應(yīng)符合工程相關(guān)規(guī)定。

4 結(jié)語

三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用提供了更為豐富的成果圖件和可視化顯示方法,大大減少了前期的數(shù)據(jù)提取和分析工作,能夠深入理解掃描對象的現(xiàn)狀信息并且更加有效地管理和保護(hù)。

編輯:左英勇

TP206

:B

:1673-8853(2017)05-0089-02

2017-04-17

猜你喜歡
圖件標(biāo)靶測站
GNSS鐘差估計中的兩種測站選取策略分析
一種地質(zhì)圖件數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計思路
遙感解譯成果圖件矢量化方法技術(shù)研究*
基于MapGIS和ArcGIS的遙感解譯成果圖件數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)
全球GPS測站垂向周年變化統(tǒng)計改正模型的建立
基于凸包算法和抗差最小二乘法的激光掃描儀圓形標(biāo)靶中心定位
測繪工程(2018年3期)2018-03-20 03:05:12
測站分布對GPS解算ERP的影響分析
城市勘測(2018年1期)2018-03-15 03:37:02
球形標(biāo)靶的固定式掃描大點云自動定向方法
一種平面靶心的提取算法*
地面激光掃描儀自制平面標(biāo)靶中心識別算法研究
郎溪县| 临漳县| 赤壁市| 江安县| 南丰县| 东海县| 江油市| 孝义市| 永寿县| 庆城县| 桦川县| 三台县| 堆龙德庆县| 印江| 祁东县| 兴宁市| 高台县| 肃宁县| 通河县| 芜湖市| 屏边| 横山县| 绥阳县| 武胜县| 开封县| 缙云县| 九江县| 江陵县| 阿城市| 措勤县| 辽中县| 仁布县| 嘉善县| 德格县| 社会| 南澳县| 仁怀市| 达孜县| 略阳县| 湖南省| 高要市|