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结合倾斜摄影与地面LiDAR的铁路工点勘察方法.docx
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2023-02-23
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《结合倾斜摄影与地面LiDAR的铁路工点勘察方法》 铁路勘察是铁路建设的基础,对于确保工程的安全和高效至关重要。传统的工点勘察方法,如全站仪和GPS测绘,面临效率低下、安全风险高的问题,特别是在地形复杂的山区。为解决这些问题,本文提出了一种创新的勘察方法——结合倾斜摄影与地面激光雷达(LiDAR)技术的精细工点勘察。 倾斜摄影是一种航空摄影技术,通过在飞行器上安装多台传感器,从不同角度捕获地物的纹理信息,生成三维场景模型。这种方法能够提供详细的地理信息,帮助构建工点的立体视图,但其在近地区域和遮挡区域的探测能力有限,精度也有所不足。 地面LiDAR则弥补了这一短板。它能迅速获取高精度的三维点云模型,尤其适用于近地区域和遮挡区域的测量,能生成高精度的地形图和断面图。然而,地面LiDAR在高空区域的覆盖范围和效率相对较弱。 因此,本文提出的综合方法是将这两种技术结合起来,取长补短。使用倾斜摄影技术获取大面积的三维场景和工点概貌,然后利用地面LiDAR对细节区域进行深入探测,两者数据的融合可以提供全面且高精度的勘察结果。这种勘察方案不仅提高了数据采集的自动化程度,降低了安全风险,还极大地提升了工作效率。 在实际工程应用中,该方法已经显示出明显的效果,能为铁路设计提供高精度的三维模型、地形图、断面信息,以及危险岩石滑坡的调查结果。这有助于提前识别潜在的地质风险,为铁路建设和运营提供有力的数据支持。 总结起来,结合倾斜摄影与地面LiDAR的工点勘察方法是铁路勘察领域的一大进步,它有效地整合了两种技术的优势,克服了各自的局限性,从而推动了铁路勘察技术的发展,提升了整个行业的技术水平和效率。随着技术的进一步发展和完善,这种精细化的勘察方法有望在未来的铁路工程中发挥更大的作用。
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摘要
铁路勘察是铁路工程建设中的关键环节,针对传统工点勘察方法效率低、安全系数低等问题,提出
一种结合倾斜摄影与地面激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)精细工点勘察方法,
同时设计了一套先进实用的精细工点勘察方案流程。工程应用结果表明,该勘察方案能为铁路设计
提供高精度的三维场景模型、工点地形图、断面以及危岩落石调查结果信息,能有效提高铁路勘察
自动化程度及作业效率。
Abstract
Railway survey is a key step in the construction of railway engineering. In view of
the low efficiency and low safety factor of traditional survey methods, this paper
proposing a fine worksites survey method combining Oblique photography with
ground LiDAR. At the same time, a set of advanced and practical fine worksites
survey planning is designed. The engineering application results show that the
survey plan can provide high-precision 3D scene model, work topographic map,
section and dangerous rock falling stone results for railway design, which can
effectively improve the automation degree and operation efficiency of railway
survey.
译
关键词
铁路勘察; 倾斜摄影; 地面激光雷达; 工点勘察
Keywords
railway survey; oblique photography; ground LiDAR; worksites survey
译
丘陵、山区占我国总国土面积的 65%,因此山区铁路众多,山区铁路因地形、地质复杂,给勘察
设计带来许多困难
[ 1]
。其中,困难复杂工点(隧道口、桥址等)勘察是铁路工程建设中的一个重
要环节,对铁路建设和运维意义重大
[ 2]
。
目前工点勘察主要依靠全站仪、GPS 等常规测绘方法人工实地完成,但很多铁路工点环境险峻,采
用常规方法工作效率低、安全风险大、开展困难,存在很大的限制
[ 3]
;文献[4]分析了遥感技术
在铁路新线勘测中的作用;文献[5]将无人机三维影像技术应用于铁路勘察中,有效提高了勘察
效率;张逆进
[ 6]
利用倾斜摄影技术建立工点三维模型,提高勘测效率;郑史芳等
[ 7]
利用倾斜摄影
技术进行地质灾害监测与预警,能有效减少人工实地勘察的工作量,提高勘察效率;文献[8]将
倾斜摄影技术应用于地质灾害研究中,传统方法容易出现视觉误差和死角,难以全面对地质灾害进
行判断,而倾斜摄影可以从多个角度进行观察,进行定量分析。激光雷达作为一种新型的非接触主
动测量设备,可以快速获取被测目标的三维点云模型,对于地质灾害调查具有很好的效果
[ 9]
;同
时基于点云模型可以准确地测绘地形图和断面
[ 10]
。文献[11]利用 Google Earth 卫星数据进行
铁路勘察设计,为铁路选线设计提供了一种便捷方法;文献[12]利用无人机摄影测量技术进行大
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