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基于激光点云的隧道超欠挖检测与表达

工程勘察 2025年第1期 38-42+53页

作者：何江孙海丽王解先姚连璧同济大学测绘与地理信息学院首都师范大学资源环境与旅游学院

超欠挖是钻爆法隧道施工难以避免的问题，严重的超欠挖将影响施工安全、工程施工成本以及建设质量等，精准的超欠挖检测可以反映隧道爆破开挖质量，为后期支护成本提供依据，保障隧道工程的安全。本文提出一种基于激光点云的隧道超欠挖... 详细信息

超欠挖是钻爆法隧道施工难以避免的问题，严重的超欠挖将影响施工安全、工程施工成本以及建设质量等，精准的超欠挖检测可以反映隧道爆破开挖质量，为后期支护成本提供依据，保障隧道工程的安全。本文提出一种基于激光点云的隧道超欠挖检测方法，将点云数据投影至断面坐标系，结合设计数据进行超欠挖检测；利用Visual Studio平台开发相应软件，实现超欠挖量、面积和体积的计算与精度评价；调用OpenGL API,以断面图、三维图与平铺图的形式实现超欠挖可视化，结合报表对检测结果进行表达。经过实测数据验证，本文方法的检测结果高效准确，表达效果形象直观，可满足隧道施工过程中超欠挖检测的需求。

关键词：激光点云隧道开挖超欠挖检测 Visual Studio OpenGL

便携式RGB-D传感器深度测量与建模精度研究

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第6期47卷 870-877页

作者：叶勤刘行姚亚会桂坡坡同济大学测绘与地理信息学院

以RGB-D(彩色-深度)传感器的代表微软Kinect 2.0相机为例,结合飞行时间测距法(ToF)获取深度信息的原理,对环境中不同材质、不同颜色情况下获取的深度数据的精度进行理论与实验分析,得出深度测量误差与深度测量距离的平方成线性关系,以... 详细信息

以RGB-D(彩色-深度)传感器的代表微软Kinect 2.0相机为例,结合飞行时间测距法(ToF)获取深度信息的原理,对环境中不同材质、不同颜色情况下获取的深度数据的精度进行理论与实验分析,得出深度测量误差与深度测量距离的平方成线性关系,以及不同颜色材质下深度测量精度的定量规律.同时利用所建场景、模型表面特征参数指标的绝对误差和相对误差,并对豪斯多夫距离法进行改进,来分析整体建模精度;以高精度三维激光扫描仪(LiDAR)建模成果作为标准,对RGB-D传感器整体建模结果的精度进行评价,在此基础上分析便携式RGB-D在量测、建模上能达到的实际精度,得出其在实际近景测量、室内建模等方面的适用性.

关键词： Kinect 精度评估绝对误差相对误差豪斯多夫距离

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时序合成孔径雷达干涉测量的多级化解算

同济大学学报（自然科学版） 2019年第12期47卷 1817-1824页

作者：胡凤鸣伍吉仓同济大学测绘与地理信息学院

利用2007~2010年C波段ENVISAT,2010~2015年X波段TerraSAR-X以及2016~2018年C波段Sentinel-1A数据,基于时序合成孔径雷达干涉测量(MT-InSAR)技术对上海磁悬浮及其周边区域进行沉降监测,绘制了该区域的沉降速率图.综合考虑点密度以及空间... 详细信息

利用2007~2010年C波段ENVISAT,2010~2015年X波段TerraSAR-X以及2016~2018年C波段Sentinel-1A数据,基于时序合成孔径雷达干涉测量(MT-InSAR)技术对上海磁悬浮及其周边区域进行沉降监测,绘制了该区域的沉降速率图.综合考虑点密度以及空间分布,提出一种优化的多级化高相干点网络的数据处理方法,在保证测量精度的前提下,有效地提高了可用相干点的数目.对比不同波段的数据,分析了距离以及方位向图像分辨率对相干点数目的影响.试验表明,磁悬浮轨道上的相干点数目与距离向分辨率密切相关.利用实测水准数据,验证了MT-InSAR测量结果的可靠性.结果表明,磁悬浮周边存在多个沉降明显的区域,而磁悬浮轨道一直保持稳定.

关键词：合成孔径雷达干涉(InSAR) 地面沉降磁悬浮相干点多级网络

面向建筑健康监测的无人机自主巡检与裂缝识别

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同济大学学报(自然科学版) 2022年第7期50卷 921-932+918页

作者：刘春艾克然木·艾克拜尔蔡天池同济大学测绘与地理信息学院

面向建筑健康的高时效监测需求，为提升表面病害视觉检测的自动化水平，提出了场景信息引导的无人机自主巡检任务规划方法。利用场景先验信息，针对建筑结构特征，设计了平行观测和包络观测两种观测模式，实现了狭窄空间中独栋建筑的全... 详细信息

面向建筑健康的高时效监测需求，为提升表面病害视觉检测的自动化水平，提出了场景信息引导的无人机自主巡检任务规划方法。利用场景先验信息，针对建筑结构特征，设计了平行观测和包络观测两种观测模式，实现了狭窄空间中独栋建筑的全覆盖避障巡检，获取了毫米级分辨率的整体建筑观测影像，并对巡检质量的整体评估提出了有效的量化指标。将建筑立面划分为3 720个子区域，利用深度残差网络开展了裂缝识别分类。错分13个子区域，漏分14个子区域，裂缝识别精度高。将裂缝骨架线映射到建筑三维模型，为裂缝形态与建筑整体的一体化表达提供了数据支撑。该研究将高精度三维重建与表面病害识别相结合，为建筑健康一体化监测提供了有效的观测分析手段。

关键词：航空摄影测量建筑健康监测多旋翼无人机任务规划裂缝识别

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上海市地下商业空间使用权估价及空间分异

地理学报 2017年第10期72卷 1787-1799页

作者：石忆邵周蕾同济大学测绘与地理信息学院上海200092

目前的土地估价不仅很少考虑地下空间价值,而且缺乏相对成熟的地下空间估价体系和方法。首先结合成本法、收益还原法及楼层效用比法,建立地下空间使用权价格评估模型。然后,分析了地下空间使用权价值的主要影响因素,发现区位、交通、商... 详细信息

目前的土地估价不仅很少考虑地下空间价值,而且缺乏相对成熟的地下空间估价体系和方法。首先结合成本法、收益还原法及楼层效用比法,建立地下空间使用权价格评估模型。然后,分析了地下空间使用权价值的主要影响因素,发现区位、交通、商业经营等因素显著影响地下商业空间的效用;指出为了提高估价的准确性,地下商业空间效用应该分级、分类设置,而不能笼统地确定为同一水平,并据此测算出上海市地下空间使用权地价分配率。基于所构建的评估模型,以上海市地下商业空间为例,通过克里金内插法,廓清了上海市地下空间使用权价格的空间分布状况;最后,从典型购物中心、市级商业中心和全市商业用地成交地块三个维度,探讨上海市地下商业空间使用权价格的空间分异特征。结果表明:(1)上海市地下空间使用权价格空间分布与地上土地使用权价格分布规律基本一致,并由市中心向郊区递减;(2)地下商业空间使用权价格对地下轨道交通具有较强的依赖性;(3)与地上商业空间使用权价格分布相比,地下商业空间使用权价格分布的集聚性特征更明显。

关键词：地下商业空间价格评估楼层效用比空间分异上海市

结合季节调整和NAR神经网络的流域地下水储量预测

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武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1796-1804页

作者：王杰龙杨玲陈义沈云中同济大学测绘与地理信息学院上海200092

利用重力场恢复与气候实验卫星反演的陆地水储量和全球陆地数据同化系统(global land data assimilation system,GLDAS)水文模型,从流域降雨分布信息出发,结合季节调整技术和非线性自回归(non-linear autoregressive,NAR)神经网络对流... 详细信息

利用重力场恢复与气候实验卫星反演的陆地水储量和全球陆地数据同化系统(global land data assimilation system,GLDAS)水文模型,从流域降雨分布信息出发,结合季节调整技术和非线性自回归(non-linear autoregressive,NAR)神经网络对流域地下水储量变化进行预测,并与未经过季节调整的NAR神经网络、自回归(autoregressive, AR)模型以及季节性自回归差分移动平均(seasonal autoregressive integrated moving average, SARIMA)模型进行对比分析。以长江流域、勒拿河流域、鄂毕河流域以及叶尼塞河流域为例,结果表明,经过季节调整后的流域降雨和地下水分别服从独立分布和一阶自回归模型,为NAR神经网络时延数的确定提供了新的途径。经过季节调整后的NAR神经网络的预测结果在4个流域的模型表现优于传统的AR模型和SARIMA模型,均方根误差在1 cm以内,相关系数超过0.96。结合季节调整和NAR神经网络提高了流域地下水储量预测精度,减少了训练参数,加快了神经网络的收敛速度。

关键词：季节调整地下水储量非线性自回归神经网络自回归模型

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对流层延迟模型的残差包络建模

测绘学报 2023年第6期52卷 895-903页

作者：符运日杨玲沈云中李博峰同济大学测绘与地理信息学院上海200092

全球导航卫星系统(GNSS)的信号在穿过对流层时会产生延迟,通常使用经验模型对其进行修正。为确保定位结果安全可信,需建立经模型改正后的对流延迟残余误差的包络模型,用于位置服务的完好性监测。航空无线电技术委员会(radio technical c... 详细信息

全球导航卫星系统(GNSS)的信号在穿过对流层时会产生延迟,通常使用经验模型对其进行修正。为确保定位结果安全可信,需建立经模型改正后的对流延迟残余误差的包络模型,用于位置服务的完好性监测。航空无线电技术委员会(radio technical committee for aeronautics,RTCA)推荐航空中使用0.12 m作为天顶对流层延迟残差的包络标准差。这一常值设定忽略了对流层延迟残余误差的地理和季节性变化,一定程度上降低了GNSS在涉及生命安全(safety of life,SoL)应用中的连续性和可用性。本文同时考虑经模型改正后的对流层延迟残余误差的地理和季节性变化,利用极值分析法建立了这些残余误差的包络模型。首先,将2000—2017年间共18 a的对流层延迟残差以10°为一带分纬度带进行日标准化,以提取对流层延迟残差的季节性变化信息;然后,用广义极值(general extreme value,GEV)分布分别拟合标准化残差和原始残差日均值的年最大、最小值,进而计算在10-7概率水平下的残差限值;最后,将残差限值转化为包络标准差。本文分别建立了GPT2w、UNB3和Saastamoinen模型的残差包络模型,并利用IGS对流层天顶总延迟(total zenith path delay,ZPD)产品验证了包络模型的有效性。试验结果表明,建立的残差包络模型是保守且可用的,对于UNB3模型,所计算的包络标准差变化区间为0.05~0.12 m,相较于MOPS规定的0.12 m常值,降幅达4.1%~57%,有效提高了GNSS服务在SoL应用中的连续性和可用性;对于GPT2w和Saastamoinen模型而言,其残差的包络标准差分别在0.03~0.08 m和0.06~0.14 m区间内。

关键词：完好性对流层延迟残差包络模型 GEV

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大角度透视变形集装箱图像箱号识别方法

同济大学学报（自然科学版） 2019年第2期47卷 285-290页

作者：张绍明毛艺凡王建梅冯甜甜同济大学测绘与地理信息学院上海200092

针对存在大角度透视变形的集装箱图像,提出一种新的集装箱箱号识别方法.首先对图像进行透视变换校正,然后利用深度卷积神经网络模型定位并识别出集装箱图像中的26个大写英文字母和10个阿拉伯数字,最后利用集装箱箱号的先验知识,通过级... 详细信息

针对存在大角度透视变形的集装箱图像,提出一种新的集装箱箱号识别方法.首先对图像进行透视变换校正,然后利用深度卷积神经网络模型定位并识别出集装箱图像中的26个大写英文字母和10个阿拉伯数字,最后利用集装箱箱号的先验知识,通过级联决策规则从候选字符集中识别出集装箱箱号.此方法应用于重庆港集装箱1 035张实景图像,箱号识别精度达97%,基于NVIDIA GeForce GTX1080图形处理器加速的箱号识别速度为每秒2～5帧.

关键词：集装箱箱号识别字符检测字符识别深度卷积神经网络级联决策准则

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基于激光强度的建筑立面点云分类及信息提取

同济大学学报（自然科学版） 2015年第9期43卷 1432-1437页

作者：程小龙程效军郭王谢丹同济大学测绘与地理信息学院上海200092

针对地面三维激光扫描仪的点云激光强度值,提出了一种基于激光雷达方程的数据模型改正方法.通过将激光强度值进行角度和距离改正,分析数据模型的改正效果,并利用改正后的激光强度值对建筑立面点云进行分类及建筑立面信息的特征提取.实... 详细信息

针对地面三维激光扫描仪的点云激光强度值,提出了一种基于激光雷达方程的数据模型改正方法.通过将激光强度值进行角度和距离改正,分析数据模型的改正效果,并利用改正后的激光强度值对建筑立面点云进行分类及建筑立面信息的特征提取.实验表明:改正模型能对点云激光强度值进行有效补偿,使得同类物体的激光强度值趋于统一.因此,利用改正后的点云激光强度值对建筑立面点云进行分类及特征提取,能够保证分类精度及目标识别效果.

关键词：激光雷达方程激光强度值改正数据改正模型点云分类信息提取