工程測(cè)量整理

1、地形圖的應(yīng)用重點(diǎn)：求某點(diǎn)坐標(biāo)和高程，求某直線(xiàn)的坐標(biāo)方位角，長(zhǎng)度和坡度。難點(diǎn)：利用地形圖量算圖形面積、繪制。1.1地形圖的分幅與識(shí)讀地形圖的分幅和編號(hào)分幅：按經(jīng)緯度分幅（中小比例尺，也叫梯形分幅）、按坐標(biāo)格網(wǎng)分幅（大比例尺，也叫矩形分幅）采用矩形分幅時(shí)，常用圖幅西南角坐標(biāo)值千米數(shù)編號(hào)法元數(shù)據(jù)：描述圖例的一些信息如人員、比例尺等，快速的地形圖更新，數(shù)據(jù)采集，管理。圖廓： 內(nèi)：0.1mm 外：0.5mm 相距12mm1.2 坐標(biāo)系：54、1984、CGC（2000） （經(jīng)緯度一樣，投影后坐標(biāo)不一樣。）1.3數(shù)字線(xiàn)畫(huà)圖與電子地圖的區(qū)別：拓?fù)潢P(guān)系、電子地圖無(wú)拓?fù)潢P(guān)系1.4磁北、真北、軸北（三北方向）會(huì)不

2、會(huì)在同一方向上？1.5測(cè)圖時(shí)間：體現(xiàn)地圖的現(xiàn)勢(shì)性地物識(shí)別：地物符號(hào)，有關(guān)注記地貌識(shí)別：等高線(xiàn)（立體感要強(qiáng)）判斷山頭、洼地、山脊、山谷、山坡、鞍部等基本地貌求點(diǎn)高程：內(nèi)插、目估內(nèi)插法面積的量算：幾何圖形圖解法、坐標(biāo)計(jì)算法、膜片法、求積儀法（淘汰了）等4D產(chǎn)品：DOM DEM DRG DLG數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，縮寫(xiě)DOM）是利用數(shù)字高程模型（DEM）對(duì)經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片，經(jīng)逐像元進(jìn)行投影差改正、鑲嵌，按國(guó)家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字高程模

3、型（Digital Elevation Model，縮寫(xiě)DEM）是在某一投影平面（如高斯投影平面）上規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（X，Y）及高程（Z）的數(shù)據(jù)集。DEM的格網(wǎng)間隔應(yīng)與其高程精度相適配，并形成有規(guī)則的格網(wǎng)系列。根據(jù)不同的高程精度，可分為不同類(lèi)型。為完整反映地表形態(tài)，還可增加離散高程點(diǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)字線(xiàn)劃地圖（Digital Line Graphic，縮寫(xiě)DLG）是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息，全面地描述地表目標(biāo)。數(shù)字柵格地圖（Digital Raster Graphic，縮寫(xiě)DRG）是現(xiàn)有紙質(zhì)地形圖經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。每一幅地形圖在掃描數(shù)字化后

4、，經(jīng)幾何糾正，并進(jìn)行內(nèi)容更新和數(shù)據(jù)壓縮處理，彩色地形圖還應(yīng)經(jīng)色彩校正，使每幅圖像的色彩基本一致。數(shù)字柵格地圖在內(nèi)容上、幾何精度和色彩上與國(guó)家基本比例尺地形圖保持一致。收集資料、標(biāo)準(zhǔn)、要求、元數(shù)據(jù)工程建設(shè)中地形圖的應(yīng)用：斷面、兩點(diǎn)是否通視、繪出填洼界限地籍測(cè)量1.1現(xiàn)代地籍的含義：指對(duì)有關(guān)土地的自然狀況、社會(huì)狀況、法律狀況的調(diào)查、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)等所獲得的資料。1.2地籍管理的內(nèi)容：1.3地籍調(diào)查：查清宗地的權(quán)屬、界址線(xiàn)、面積、用途和位置等情況，形成數(shù)據(jù)、圖件、表冊(cè)等調(diào)查資料。內(nèi)容：土地權(quán)屬調(diào)查、地籍測(cè)量分類(lèi)：按時(shí)間和任務(wù)分為初始和變更地籍調(diào)查2.1初始地籍調(diào)查目的、內(nèi)容、對(duì)象、流程（準(zhǔn)備、宣傳、試點(diǎn)

5、工作及技術(shù)培訓(xùn)）資料收集及踏勘2.2初始權(quán)屬調(diào)查的準(zhǔn)備工作確定調(diào)查范圍，制作調(diào)查工作用圖；劃分地籍街道，街居及宗地預(yù)遍宗地號(hào)；調(diào)查通知；實(shí)地調(diào)查前的準(zhǔn)備（安排路線(xiàn)）。2.3宗地權(quán)屬狀況調(diào)查土地使用者及土地權(quán)屬性質(zhì)調(diào)查2.4繪制宗地草圖宗地草圖內(nèi)容、要求、地籍調(diào)查表3.1地籍測(cè)量二級(jí)檢查、以及驗(yàn)收激光掃描數(shù)據(jù)處理1. 技術(shù)背景1.1（應(yīng)該類(lèi)似于特點(diǎn)之類(lèi)的）：多平臺(tái)、多視角、多維、多態(tài)（1）快速、大范圍（2）及時(shí)測(cè)定形體表面（3）非接觸式測(cè)量（4）直接的三維坐標(biāo)1.2可視化表達(dá)：三維建模的兩種方法基于圖像、基于幾何1.3存在的問(wèn)題（1）兩點(diǎn)同步難匹配、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度低（2）測(cè)量復(fù)雜度高、儀器昂

6、貴、操作人員需要較高技巧、生產(chǎn)成本高、費(fèi)時(shí)（3）對(duì)天氣、可見(jiàn)度等自然條件要求高（4）很難獲取較全面的信息2. 三維激光掃描技術(shù)2.1簡(jiǎn)介：獲取離散點(diǎn)云、測(cè)量目標(biāo)表面密度的點(diǎn)陣信息、不需要測(cè)量特征點(diǎn)2.2分類(lèi)：（1）按平臺(tái)（掃描載體）分：機(jī)載、車(chē)載、地面、手持三維掃描系統(tǒng)（2）按距離分：（3）按測(cè)距原理分：脈沖式：類(lèi)似于全站儀-射程遠(yuǎn)、精度低、最大激光反射頻率低、掃描速度低、太陽(yáng)光與室外光對(duì)掃描點(diǎn)質(zhì)量影響小-適用于飛機(jī)航空相位式：發(fā)射與接收信號(hào)之間的角度差-剛好相反三角測(cè)量式：（4）顏色點(diǎn)云data:精度低全景影像data:點(diǎn)云與影像匹配-使得數(shù)據(jù)精度高2.3 掃描點(diǎn)解算模型：2.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)

7、量評(píng)定指標(biāo)S噪聲級(jí)別：點(diǎn)云與建模后目標(biāo)對(duì)象之間的差距P密度（dense）：半徑p的球體內(nèi)至少包含一個(gè)掃描點(diǎn)K完整度（complete）：用于衡量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的完整性r精度（accurate）：?jiǎn)蝹€(gè)掃描點(diǎn)的采樣精度（掃描距、測(cè)角誤差）2.5誤差來(lái)源與精度分析DTM的精度主要取決于三個(gè)因素：測(cè)距、INS*（inertial慣性 navigation system）、dGPS（Differential Global Positioning System的縮寫(xiě)，即差分全球定位系統(tǒng)）數(shù)據(jù)濾波質(zhì)量影響：計(jì)算方法與模型：模型誤差：共線(xiàn)方程線(xiàn)性化帶來(lái)的誤差車(chē)載激光掃描系統(tǒng)1.（1）掃描獲取數(shù)據(jù)： （2）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：

8、掃描系統(tǒng)坐標(biāo)-平臺(tái)坐標(biāo)-物方空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 （3）掃描儀相對(duì)平臺(tái)的姿態(tài)用室內(nèi)標(biāo)定、DGPS定位、多源傳感器集成（CCD照相機(jī)、DGPS、INS/IMU/pos）、laser scanner2. 問(wèn)題與挑戰(zhàn)（1）全景圖像與激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)（2）高精度道路數(shù)據(jù)（3）建筑物立面提?。?）交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)、信號(hào)等交通數(shù)據(jù)分類(lèi)困難（5）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征感知與重建激光掃描數(shù)據(jù)基本處理方法1.1數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)采集-預(yù)處理-分割與曲面擬合-建立目標(biāo)的三維矢量模型預(yù)處理：（坐標(biāo)結(jié)算、空間匹配、時(shí)間整合）距離影像統(tǒng)計(jì)規(guī)律：1.2算法DOPP算法：RANSAC算法：1.3濾波（1）哪些是無(wú)效數(shù)據(jù)：主要是超出量程的數(shù)據(jù)，粗

9、大誤差，除去ghost數(shù)據(jù)（2）方法：數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)（3）平面相交法：A：線(xiàn)段兩側(cè)選擇優(yōu)化點(diǎn) B:對(duì)點(diǎn)進(jìn)行面的擬合 C：對(duì)面的交線(xiàn)進(jìn)行擬合1.4 多帖數(shù)據(jù)拼接（全貌或者對(duì)一個(gè)物體多次測(cè)量）1.5 機(jī)載與地面數(shù)據(jù)集成處理：機(jī)載：俯視地面：側(cè)視1.6 ICP算法基礎(chǔ)：最小二乘擬合（自動(dòng)拼接）t參數(shù)將不同坐標(biāo)系的點(diǎn)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系內(nèi)。兩個(gè)掃描位置至少要有7個(gè)點(diǎn)，不能同面共線(xiàn)1.7 三維可視化1.7.1 三角網(wǎng)的可視化：構(gòu)成面狀模型的可視化1.7.1 可視化技術(shù)地物信息提取1. DEM提?。焊鞣N濾波算法從點(diǎn)云中獲取方法：形態(tài)學(xué)、線(xiàn)性預(yù)測(cè)、三角網(wǎng)、其他2. 建筑物提取MDL = 模型描述長(zhǎng)度 + 誤差描述長(zhǎng)

10、度（1） 發(fā)現(xiàn)：DSM中隔離建筑物信息，分割數(shù)據(jù)（設(shè)置相關(guān)閾值）A：計(jì)算地形表面的近似值，用給定閾值進(jìn)行二元化。B：改進(jìn)分割：基于所選片段界線(xiàn)框內(nèi)的高度信息的局部閾值，改進(jìn)分割后的片段二維信息-二維信息 分析片段和相關(guān)的界線(xiàn)框內(nèi)的高度信息-高度信息（2） 重構(gòu)：（不知道）GIS和地圖信息可以作為額外的信息源-主要獲取二維3. 植被提取植被對(duì)激光脈沖有良好反射二次回波：第一次：從樹(shù)冠上 第二次：從地面4. 道路提取5. 直接生成正射影像6. 自動(dòng)獲取信息處理7. 其他應(yīng)用體積測(cè)量、室內(nèi)結(jié)構(gòu)重建、古物重建、逆向工程、小物體重建車(chē)載激光三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理1. 所面臨問(wèn)題：存在大面積的陰影遮擋，同時(shí)受成

11、像條件、圖像質(zhì)量影響2.車(chē)載激光點(diǎn)云中道路提取（1）基于離散點(diǎn)云：（平滑因子、高層、激光強(qiáng)度信息）層次分類(lèi)法：（地面和非地面）不規(guī)則三角網(wǎng)TIN：（曲率和高度差）面向?qū)ο蟛呗蕴崛〉缆罚?） 離散點(diǎn)云問(wèn)題：點(diǎn)云目標(biāo)不精細(xì)（精確道路邊界信息）、強(qiáng)度存在大量噪聲（3） 融合機(jī)載激光點(diǎn)云和輔助信息（4） 匹配問(wèn)題：機(jī)載激光點(diǎn)云與遙感影像的配準(zhǔn)，不同數(shù)據(jù)源在空間分辨率、質(zhì)量精度上的匹配問(wèn)題（5） 基于點(diǎn)云特征圖像、基于掃描線(xiàn)信息、基于聚類(lèi)分析法、基于高程閾值方法在地面起伏較大區(qū)域、主成分分析法2. 現(xiàn)有方法存在的問(wèn)題（1） 高程信息的缺乏（2） 沒(méi)有充分利用點(diǎn)密度、強(qiáng)度信息，機(jī)載點(diǎn)云數(shù)據(jù)的利用，多源數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題（3） 現(xiàn)有方法主要集中小范圍3. 現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：（1） 海量數(shù)據(jù)，復(fù)雜，目標(biāo)多樣性（2） 數(shù)據(jù)不完整（3） 點(diǎn)密度空間分布不均勻（由掃描儀與地物之間的距離決定）（4） 強(qiáng)度不一致（5） 道路形狀不規(guī)則Pragres