基于近似微分理论的高压线塔挠度变形研究

高压线塔是杆状构筑物,在受到地下开采等外界环境影响时,极易发生变形。文中采用地面三维激光扫描技术记录高压线塔,通过对高压线塔点云数据分层处理,提取各层点云切片中心点坐标。根据线塔不同高度处偏离基础中心点的距离,得到线塔实测挠度。结合材料力学中对杆状结构的受力分析,线塔最大挠度处在线塔的自由端,运用近似微分法实现对高压线塔理论挠度计算。研究表明:从力学角度出发,通过理论计算值与实测挠度值对比,说明近似微分法分析杆状结构挠度变形具有合理性;将理论分析计算与三维激光扫描自动化测量相结合,实现对线塔挠度变形的分析,为进一步研究线塔的挠度变形奠定基础。     

利用地面三维激光扫描进行桥梁挠度变形分析

针对常规桥梁挠度变形分析方法仅能获取有限数量离散监测点的几何变形,且存在自动化程度低、效率低、局限性大的问题,本文提出了一种基于点云数据的桥梁挠度变形分析方法。首先通过地面三维激光扫描仪获取桥梁变形体上的点云数据,经过精确配准,获取可靠点云数据。然后利用滑动窗口法得到桥梁线形,并通过两期线形叠差分析得到桥梁挠度变化。最后以跨度40 m+65 m+40 m的连续钢构桥实体工程为试验对象,利用本文方法发现该桥梁存在最小值为8 mm、跨中最大值为17.5 mm、平均值为14.9 mm的挠度变形。结果表明,该方法理论严密、计算效率高、简单实用。研究结果对三维激光扫描技术在变形监测领域的深度应用有重要借鉴意义。     

地面微波干涉雷达与GPS测定桥梁挠度的对比试验分析

将步进频率连续波技术、合成孔径雷达技术和干涉测量技术相结合而构成的地面微波干涉雷达系统,可实现对地面目标的静动态高精度监测。介绍了利用该技术的IBIS系统在武汉阳逻长江公路大桥所开展的动态挠度测试情况,并与GPS测量结果进行对比分析。结果表明,地面微波干涉雷达技术不仅可以精细地测量桥梁挠度的动态变化,且精度高,可以真实地反映结构物的动态变形特征。     

南极威德尔海西北区域冬季海冰龙骨形态分析

极地海冰形态在风、流、浪等外界驱动力的作用下不断发生变化,观测极地海冰底面形态特征并分析其变化规律,有助于基于海冰粗糙度信息的冰厚遥感算法和海冰热动力学数值模拟参数化方案的优化,对深入理解极地海冰特征对气候变化的响应有重要意义。首先,基于机载电磁感应系统测得的南极威德尔海西北区域2006年冬季海冰底面起伏数据,建立以龙骨切断深度为辨识参数的非线性统计优化模型,从海冰底面形态中明确区分出局部起伏和龙骨;然后,利用统计方法分析龙骨形态参数,并对龙骨深度和频次的相关性进行分析;最后,通过构造的新参数T分析龙骨深度与脊帆高度之间的相关性。结果表明,威德尔海西北区域海冰的龙骨最优切断深度为3.8 m,龙骨间距是影响强度的主要因素;虽然不同类别海冰的变形程度差异显著,但龙骨形状变化却并不明显;龙骨深度与频次之间的对数相关关系能够很好地刻画龙骨的形态和分布特征;新参数T与龙骨深度之间存在较强的线性相关关系,相关系数为0.93。所提出的龙骨切断深度确定方法能够更精确地从海冰底面起伏中分离出龙骨,为海冰表面和底面形态相关性研究以及利用海冰表面高度反演底面深度和冰厚提供进一步的理论参考依据。     

基于三维激光扫描技术的桥塔挠度测量

现有的单点式挠度测量需要安装目标点,由于点数少,难以全面给出大型物体的变形。地面三维激光扫描技术采用了无接触式的测量方式,可以在短时间内获取物体表面高精度和高密度的三维坐标。将该技术应用到桥塔挠度监测方面,针对桥塔特点,提取桥塔棱线处的点云,通过去噪、拟合等处理方法,获取在不同荷载情况下整体桥塔的挠度变化,并进行对比分析。试验证明了该方法在桥塔挠度测量中的可行性。     

关于空间信息获取技术的分析

空间3维信息获取技术与应用正在世界范围内蓬勃发展,新理论、新技术、新方法层出不穷,新思维、新方向更推动了地理信息产业不断向前发展。航空摄影技术与摄影测量技术;机载与地面激光扫描、地面移动测量与GPS定位等传感器的精度与速度都有了明显的提高。无人机、飞艇等低空获取技术在城市空间信息的获取和更新方面发挥了积极的作用。本文对数字城市建设中的信息获取技术进行了讨论,并对航空摄影、机载3维激光、无人机、飞艇等3维信息获取方法进行了阐述,立足关注自主创新产品,突出各个领域技术合作与互补,推动数字城市建设更上新台阶。     

基于地面激光扫描的三山南桥载荷变形监测研究

地面激光扫描技术能从复杂的实体中获取精确的3维细节信息,这对于高效的全景设计以及建模工程是至关重要的。但在变形监测领域,地面激光扫描技术的可靠性并没有被充分验证。本文结合三山南桥的载荷试验进行变形监测的研究,使用了地面激光扫描和精密水准测量的方法对其产生的变形进行了检测,重点论述了三山南桥的负载测试以及使用地面激光扫描技术对桥梁变形的观测结果,并对比分析了地面激光扫描和精密水准测量的结果,为使用激光扫描仪进行变形测量的后续应用奠定了初步基础。     

结合地基微波雷达与GPS的大型桥梁挠度检测分析

对正常运营的桥梁进行相关受力动态变形监测,是对桥梁健康状况以及桥梁结构变形进行综合评估的重要内容。以正常运营的某连续梁桥动态变形监测为背景,结合地基微波雷达和GPS对其进行了动态挠度变形监测,对地基微波雷达和GPS获取的具有工程价值的数据利用EMD算法进行去噪处理,进一步得到更有分析价值不含噪声的变形数据,并阐述了EMD算法的基本原理,选取热、估信噪比分析地基微波雷达数据质量精度,把加速度重构成挠度变形位移图,与GPS监测变形挠度对比分析,发现监测时间段内桥梁动态挠度变化在毫米级,桥梁中间的变形量大于桥梁两侧。为进一步分析正常运营下的桥梁结构变形以及寿命评估提供有效的数据支撑。     

微波干涉测量技术及其在桥梁变形观测中的应用

将步进频率连续波技术和干涉测量技术相结合而构成的地面微波干涉雷达系统GB-radar,可用于获取高精度、高分辨率的变形信息,以实现对地面目标的静动态高精度监测.本文介绍了基于该技术的IBIS-S系统在桥梁变形观测中的应用,分析了测量误差,通过实例验证了地面微波干涉雷达技术可以精细地测量桥梁挠度的动态变化,精度高,可以真实地反映结构物的动力特性.     

艇载推帚式高光谱成像系统的地面模拟仿真

本文针对近年来飞艇遥感监测的需求,在自主开发的高光谱推帚成像系统的基础上,建立了基于飞艇的推帚式高光谱成像模型,给出多坐标系转换关系,快速准确地校正推帚式高光谱图像;同时通过地面仿真实验模拟高空飞艇运动姿态,在实际飞行之前,验证成像模型的可靠性和正确性,降低实际飞行风险及费用。     

CORS数据的地面变形和参考站稳定性分析

针对目前利用CORS观测数据进行地面变形和参考站点位稳定性分析时缺乏具有较好通用性的数据处理与分析一般流程和策略的问题,该文在对地面变形和参考站点位稳定性分析需要考虑的影响因素进行分析的基础上,提出了一种数据处理与分析的一般流程和策略,并针对大范围地面变形(或地壳板块运动)分析与小范围(局部)地面变形分析以及CORS参考站点位稳定性分析的不同特点,提出了相应的变形分析基准的合理选择与统一方法。实验结果表明:所提出的流程、策略以及基准选择与统一方法能够获得精确、可靠的地面变形和参考站点位稳定性分析成果。     

资源三号02星激光测高精度分析与验证

资源三号02星搭载了我国首台对地观测的卫星激光测高试验性载荷,对该载荷的精度进行了理论分析,并采用多个区域进行了实际精度验证,同时对其在航天测绘中的应用进行了试验。资源三号02星激光测高仪在平坦地区(坡度≤2°)的理论高程精度为0.85m、平面精度14.2m。试验表明,资源三号02星激光测高仪获得的有效测高数据约占23.89%,检校场区域其高程精度为0.89m,平面精度为14.76m;华北地区高精度DSM地形数据验证其高程精度为1.09m,内陆渤海海面上的激光高程精度为0.47m。将激光足印点作为高程控制点时,在陕西渭南试验区能将资源三号02星立体影像无地面控制的高程精度从11.54m提高到1.90m。虽然资源三号02星激光测高仪为试验性载荷,但试验结果证实国产卫星激光测高数据能有效提高立体影像无地面控制的高程精度,在全球测图工程中具有推广应用价值,建议后续立体测图卫星搭载业务化应用的激光测高仪。     

竖向曲面监测体挠度计算与精度分析方法

针对竖向曲面监测体挠度难以获取问题,提出了一种基于解析几何的挠度获取算法。通过建立监测点与竖向曲线的空间关系,采用剖分法将空间问题转化为平面问题,并用解析法推导出竖向曲面监测体挠度。基于误差传播定律,推演出竖向曲面监测体挠度观测中误差,实现事后精度评定。实验结果表明,本方法不仅能有效计算竖向曲面监测体挠度,而且可以进行挠度精度分析,为类似监测工程提供一种可靠的参考方法。     

TerraSAR的首都机场形变特征分析

针对首都机场的地表形变问题,该文采用永久散射体干涉测量技术,对2010—2013年间33景高分辨率TerraSAR(升轨)数据进行处理,获取首都机场地表形变的时空变化特征;分析了地下水水位与地面形变的关系,以及地表动静载荷对地面形变的影响。结果表明:PSInSAR获取的测量结果精度较高,与水准测量结果相比误差仅为1.08mm;首都机场及其附近区域存在不同程度的地表形变,机场西北部区域沉降速率明显大于东南部;T1航站楼沉降速度较快达到45mm/a,T2航站楼存在不均匀沉降现象,北端沉降速率明显大于南端;地表形变与地下水位变化过程存在一致性,并有季节性信息,每年冬春两季沉降量大于夏秋两季;地面动静载荷的不均匀分布是地表出现不均匀沉降的原因之一,动静载荷较大的西侧跑道、T1、T2航站楼区域沉降速率明显大于其他区域。     

利用GPS测量检核ICESAT卫星激光测高数据精度

将ICESAT测高数据与动态GPS数据进行了比较,对于沿卫星地面轨迹上的点,采用直线内插求定GPS点的高程,与GPS大地高的最小差异为0.76 m;对于偏离卫星地面轨迹的点,分别按与GPS点经、纬度差异小于5″、10″、20″的原则选取卫星地面轨迹上的点,比较了算术平均等3种方法内插GPS高程的效果,与大地高之差在2 m以内。选取ICESAT卫星激光测高地面轨迹与GPS动态轨迹交叉位置附近的点,分别用ICESAT测高数据与GPS数据进行内插,GPS点与ICESAT地面轨迹上的内插点的经度之差最小为0.000 03°,高程之差最小为0.381 m。在卫星地面轨迹附近选取点位进行静态GPS测量,比较了ICESAT与GPS观测结果之间的差异,分析了不同内插方法对结果的影响,在高山地区,最小高程差为0.103 m,最大差为27.475 m。     

地铁盾构隧道切桩穿越建筑群的沉降影响分析

地铁盾构隧道通常不可避免地会穿越城市密集的建筑楼群,盾构切桩穿越会对住宅楼的形变产生较大的影响。本文使用TS30测量机器人对深圳某小区的9-13号楼群在盾构切桩穿越过程中进行了实时动态监测。监测结果表明：同一幢建筑物上的监测点变化趋势基本一致,离中线越近,沉降变化越大,反之沉降较小;相同距离切桩数量越多,相应建筑变形越大;刀盘到达监测点正下方切桩时,下沉突然增加,此时下沉速度最快,达1.49 mm/m;刀盘脱离房屋时,下沉继续增加,从刀盘进入房屋到盾尾脱离房屋期间,累计下沉占总沉降量的60%以上;房屋长边上监测点距中线垂直距离大于15 m时,沉降值小于5 mm,可以减少监测布点个数;距离大于30 m时,沉降值小于3 mm,可以不再布设监测点。这些研究可为后期建立盾构隧道不同埋深时与建筑物沉降的函数关系提供数据资料,也为以后盾构切桩穿越既有建筑群变形监测点优化设计提供宝贵实践经验。     

复杂地形条件下多密度级无人机LiDAR点云DEM精度研究 ——以2022年北京冬奥会延庆赛区为例

为进一步提升复杂地形条件下无人机激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)点云数据构建数字高程模型的效率与精度,以2022年北京冬奥会延庆赛区场馆建设用地为实验区,按照不同抽稀比例,对实验区原始无人机激光雷达点云中分类出的地面点数据进行抽稀处理,利用克里金插值算法对不同密度地面点数据进行插值处理,结合高程中误差、平均绝对误差对生成的数字高程模型进行双重精度评定,得出以下结论:对于复杂地形而言,随着点云数据密度的下降,数字高程模型建模效率明显提升,但地形特征逐渐模糊,数据精度级别逐级降低,其中高程中误差由0.381 m增大至1.914 m,平均绝对误差值由0.335 m增大至1.357 m.在满足精度要求的前提下,对LiDAR点云数据进行适度抽稀处理,可保障生产成本与时效.     

等效法收敛计变形监测

等效法收敛计变形监测,用以等效代替用收敛计直接量距方法所进行的高空变形监测作业带来的高危险和高代价问题,实现变高空高危险作业为无危险的地面安全作业,可降低工程造价,节省人力、物力和财力。还推荐一种简单易行的特征边组成方法,使得监测工作安全方便且投资小,需要增加的主要辅助设备仅是一些普通细钢丝和一根伸缩杆,基本上实现一人...     

期刊博览

正资源三号02星激光测高精度分析与验证《测绘学报》2017年第12期资源三号02星搭载了我国首台对地观测的卫星激光测高试验性载荷,对该载荷的精度进行了理论分析,并采用多个区域进行了实际精度验证,同时对其在航天测绘中的应用进行了试验。试验表明,资源三号02星激光测高仪获得的有效测高数据约占23.89%,检校场区域其高程精度为0.89m,平面精度为14.76m;华北地区高精度DSM地形数据验证其高程精度为1.09m,内陆渤海海面上的激光高程精度为0.47m。将激光足印点作为高程控制点时,在陕西渭南试验区能将资源三号02星立体影像无地面控制的高程精度从11.54m提高到1.90m。     

基于不规则三角网的渐进加密滤波算法研究

在基于点云的地面变形分析中,往往会获取与地面变形监测无关的点云数据,如植被、建筑物和电力线等。为了更好的分析地面变形的程度,需要对非地面点进行剔除。本文应用了一种基于不规则三角网(TIN)的渐进加密滤波算法,并在TerraScan中对该算法进行验证。结果证明该算法非常适用于地表变形监测中滤波处理。