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三維激光掃描技術(shù)在土地復(fù)墾中的應(yīng)用研究外文翻譯(參考版)

2024-11-07 05:04本頁(yè)面
  

【正文】 t directly by horizontal movement value, to study level moving regularity of surface movement, still have to bury some points. Sink of therefore, 3 d laser scanning is used to study than other deformation monitoring technology, such as total station, precision level, GPS and close shot photography, etc.), in the efficiency of data acquisition, data accuracy, monitoring, data processing to the difficulty of the work in such aspects as speed and the accuracy of the data analysis has more obvious advantage. precision analysis 1) the precision of the instrument itself [12]. Although 3 d laser scanner is high precision, high efficiency, but different types of instruments for different brand, its performance indicators and measurement precision or have bigger difference, single point positioning accuracy ranging from a few millimeters to several centimeters, distance measuring range from tens of meters to thousands meters. Different instruments have different effect, so should choose the appropriate instrument. (2) the actual situation on the ground and vegetation. Voucher only 3 d laser scanning point positioning accuracy may not be higher than the total station and other measuring 22 instruments, but its scanning object modeling accuracy is very high. Modeling accuracy refers to the extracted from the target surface geometric accuracy of the model. When the system of single measurement accuracy of 10 mm, the geometrical precision of the model is generated by the least square method can reach 1 ~ 2 mm. This is especially played a high density in laser scanning measuring instrument can quickly scan features of a target surface. However, if an application cannot generate solid model, or the target point on the surface of the density is low, the precision of the model would be reduced. It is obvious that the surface not like geometric model with smooth surface, so the accuracy of scanning the surface of the model will be reduced to a certain extent, but as long as the density of points is enough, don39。 Traditional 3 d measurement technology content is high precision measurement of target one or more discrete anchor point of the three coordinate data and 3 d point at which a character. The former can rebuild the target model and analysis of structural characteristics, and to conduct a prehensive postprocessing of surveying and mapping surveying and mapping target plex geometry structure and content. Such as geometry size, volume, length, distance, area, center of gravity, structure deformation and displacement of structure and the change relationship, reproduction, analysis of various structural features, etc.。s overall threedimensional structure and the spatial threedimensional features, as well as all technical applications and services based on 3 d model。Williams R H。Eberhard Steinle Fusion of 3D building models derived from first and last pulse laserscanning data[J]. Design Studies ,2020,12(6):3439. [17]Radovan Gospavic,Milesa Popoc 3D modeling of material heating with the laser beam for cylindrical geometry[J].SIGGRAPH39。產(chǎn)業(yè), 2020,( 04): 1824. [2] 余忠 .土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目后評(píng)價(jià)研究 [D].云南:昆明理工大學(xué), 2020. [3] 陳貽勝 .坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法及其應(yīng)用 [J].上海地質(zhì), 2020, (2): 5356. [4] 武繼軍 .不同大地坐標(biāo)系間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型研究 [J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2020, 25( 10):383385. [5] 郭鴻等 .基于圖像處理的激光掃描三維尺寸測(cè)量技術(shù)的研究 [J].工具技術(shù), 2020,(38): 7578. [6] 陶立, 許智欽,孫長(zhǎng)庫(kù) .激光平面掃描 , 3D 測(cè)量系統(tǒng)快速標(biāo)定技術(shù) [J].光電子雖然針對(duì)三維激光掃描系統(tǒng)的應(yīng)用研究還處于初級(jí)階段,但已在沉陷監(jiān)測(cè),變形監(jiān)測(cè), 三維建模 等方面 取得了優(yōu)異的成果 ,隨著研究的深入及與其他測(cè)量技術(shù)的結(jié)合,三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛。 未來(lái)與展望 由于三維激光掃描技術(shù)具有良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì),已成為目前測(cè)繪領(lǐng)域的一個(gè)新的熱點(diǎn), 帶動(dòng)了測(cè)繪技術(shù)的全新發(fā)展,為土地復(fù)墾領(lǐng)域注入了新鮮血液,推進(jìn)了土地復(fù)墾的快速發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步加上 三維激光掃描技術(shù) 自身 的技術(shù)優(yōu)勢(shì), 三維激光掃描 已成為目前測(cè) 繪領(lǐng)域的一 大新 熱點(diǎn) , 雖然 我國(guó) 針對(duì)三維激光掃描技術(shù)在土地復(fù)墾領(lǐng)域的應(yīng)用研究還處于初級(jí)階段,但在沉降監(jiān)測(cè), 變形監(jiān)測(cè),三維建模等方面得到了很好的應(yīng)用,并且大大的提到了測(cè)量效率和 精度。 建模 利用 Cyclone 軟件 特有 的豐富的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理功能,通過(guò)選取、截取、圍欄選定的點(diǎn)云數(shù)據(jù) 來(lái)匹配生成面 以及 復(fù)雜形體表面的不規(guī)則三角網(wǎng) (TIN),建成三維模型。工程應(yīng)用中常用的坐標(biāo)配準(zhǔn)方法為配對(duì)方式。而第三種方式,則在掃描前.控制點(diǎn)的坐標(biāo)值已經(jīng)被測(cè)定,在處理掃描數(shù)據(jù)時(shí),各測(cè)站都需要轉(zhuǎn)換到控制點(diǎn)所在的坐標(biāo)系中。前兩種屬于相對(duì)方式,它 們是以某一掃描站的坐標(biāo)系為基準(zhǔn), 通過(guò)計(jì)算處理將 其它各站的坐標(biāo)系統(tǒng)都轉(zhuǎn)換到該站的坐標(biāo)系統(tǒng)下。該掃描過(guò)程通過(guò)選取控制標(biāo)靶區(qū)域內(nèi)的點(diǎn),為每個(gè)標(biāo)靶設(shè)置唯一的標(biāo)識(shí),然后通過(guò)精細(xì)掃描該區(qū)域確定控制標(biāo)靶的中心點(diǎn),相同的控制標(biāo)靶 在不同測(cè)站中的標(biāo)識(shí)必須相同,否則無(wú)法將各掃描站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)下。掃描儀根據(jù)軟件環(huán)境中設(shè)置的參數(shù) (行、列數(shù)和掃描的分辨率等 )自動(dòng)進(jìn)行掃描。將掃描儀和筆記本使用網(wǎng)線(xiàn)連接,打開(kāi)掃描儀的電源。要求每站之間至少有三個(gè)控制標(biāo)靶重合,通過(guò)控制點(diǎn)的強(qiáng)制符合,以確定兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)云數(shù)據(jù)符合所需的 7個(gè)自由度,使點(diǎn)云數(shù)據(jù)最終能夠統(tǒng)一到一個(gè)儀器坐標(biāo)系統(tǒng)下。 快速三維建模 三維激光掃描系統(tǒng)是一種非接觸式主動(dòng)型測(cè)量系統(tǒng) [15],可進(jìn)行大規(guī)模的高密度的三維數(shù)據(jù)采集,精度高速度快密度大,且融合了反射強(qiáng)度和無(wú)題色彩等三維影像數(shù)據(jù),為了得道測(cè)量體的整體信息,通過(guò)影像配準(zhǔn)的方法,將各 個(gè)測(cè)站的數(shù)據(jù)拼接成一個(gè)整體,最后得道點(diǎn)云數(shù)據(jù),最后根據(jù)地形數(shù)據(jù),物體里面信息,紋理,利用利用 Cyclone軟件提供的豐富的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理功能,通過(guò)選取、截取、圍欄選定的點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配生成面和復(fù)雜形體表面的不規(guī)則三角網(wǎng) (TIN),建成三維模型。 ( 4)水平移動(dòng)的獲取需要設(shè)定一定的固定點(diǎn) ,通過(guò)試驗(yàn)研究 , 至少需要埋設(shè) 8 個(gè)固定點(diǎn) , 一般在 8~12個(gè)較好 , 為了能夠控制整個(gè)變形區(qū)域 , 點(diǎn)的設(shè)置最好均勻分布在工作面的 4個(gè)頂點(diǎn)附近 , 即每個(gè)頂點(diǎn)設(shè)置 2~3個(gè)點(diǎn) , 即可求得 較為準(zhǔn)確的參數(shù)。 ( 3)參與求參的點(diǎn)的密度對(duì)這種整體求參方法的參數(shù)穩(wěn)定性有較大影響 , 進(jìn)行下沉值求參時(shí)點(diǎn)的密度只要能滿(mǎn)足采樣間隔與采深之比達(dá)到 2%就可以了。采用三維激光掃描儀對(duì)開(kāi)采引起的地表沉陷進(jìn)行觀(guān)測(cè) , 可以得到整個(gè)區(qū)域的下沉值 , 通過(guò)設(shè)置部分固定測(cè)點(diǎn) , 獲得水平移動(dòng)值 , 即可得到整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的移動(dòng)變形情況 ,這說(shuō)明了技術(shù)上的可行性 [14]。 8 由于三維激光掃描的水平移動(dòng)值獲取只能靠埋點(diǎn) , 觀(guān)測(cè)時(shí)立標(biāo) , 所以點(diǎn)數(shù)不可能很多 , 應(yīng)盡量在工作面邊界上方 , 水平移動(dòng)值較大處布設(shè)點(diǎn)。 在求取下沉盆地的各項(xiàng)參數(shù)時(shí) , 點(diǎn)的密度對(duì)參數(shù)的穩(wěn)定性有較大影響 , 點(diǎn)數(shù)過(guò)少參數(shù)不穩(wěn)定 , 點(diǎn)數(shù)過(guò)多 , 數(shù)據(jù)量大 , 會(huì)導(dǎo)致求參運(yùn)算慢。 礦區(qū)沉陷監(jiān)測(cè)的精度要求一般在 10mm[12], 如果三維激光掃描儀掃描地表可獲得 3~5mm 的精度 ,在此基礎(chǔ)上加上與穩(wěn)定基點(diǎn)連接誤差及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差完全滿(mǎn)足礦區(qū)沉陷監(jiān)測(cè)的要求。但是掃描時(shí)間會(huì)很長(zhǎng) , 在礦區(qū)掃描地形 , 選用幾十毫米的間距即可 , 具體情況根據(jù)儀器性能和掃描范圍而定。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的掃描距離。 ( 3)掃描距離和采樣點(diǎn)間距。很顯然 , 地表不像幾何模型一樣具有光滑的表面 , 所以?huà)呙璧乇淼哪P途葧?huì)有一定的降低 , 但是只要點(diǎn)的密度足夠 , 不會(huì)有太大的差別。這一點(diǎn)特別發(fā)揮了激光掃描測(cè)量?jī)x能快速高密度地掃描一個(gè)目標(biāo)表面的特性。模型化精度是指從目標(biāo)表面所提取的幾何模型的精度。 ( 2)地面實(shí)際情況和有無(wú)植被。雖然說(shuō)三維激光掃描儀是高精度 , 高效率 , 但是針對(duì)不同品牌不同型號(hào)的儀器 , 其性能指標(biāo)和測(cè)量精度還是有較大差別的 , 單點(diǎn)定位精度從幾毫米到幾厘米不等 , 測(cè)距范圍也從幾十米到上千米。 因此 , 三維激光掃描用于研究下沉量較其他變形監(jiān)測(cè)技術(shù)手段 (如全站儀、精 密水準(zhǔn)儀、 GPS 和近景攝影等 ), 在數(shù)據(jù)采集的效率、模型的數(shù)據(jù)精度、監(jiān)測(cè)工作的難易程度、數(shù)據(jù)處理的速度和數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性等方面都具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。將首次和末次觀(guān)測(cè)得到的 DEM 模型相減 , 即得到整個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)任意坐標(biāo)的下沉值 , 然后將區(qū)域劃分成一定大小的格網(wǎng) , 輸出格網(wǎng)結(jié)點(diǎn)的大地坐標(biāo)和下沉值 , 記為 x, y, h, 即獲得整個(gè)區(qū)域的下沉數(shù)據(jù)。 第 3 章 三維激光掃描在土地復(fù)墾中的應(yīng)用 沉陷監(jiān)測(cè) 由于三維激光掃描技術(shù)具有快捷,分辨率,高精度等特點(diǎn)在進(jìn)行開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)是,可以對(duì)地表的移動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測(cè)可以快速獲得整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的空間位置及垂直相對(duì)位置的變化,從而確定整個(gè)地表移動(dòng)區(qū)域的下沉情況。 城鎮(zhèn)地籍測(cè)量:在以往的城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中,調(diào)查結(jié)果多為圖件和報(bào)表形式,可用性差 而三維激光掃描儀能夠生成形象的三維圖像,對(duì)獲取的三維云點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,方便在電腦上進(jìn)行量測(cè),精度也有了較大的提高當(dāng)然,以上只是其部分應(yīng)用 由于其良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在逆向工程數(shù)字城市工業(yè)測(cè)量醫(yī)學(xué)測(cè)量等不同領(lǐng)域
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