陸路交通智能測繪技術及應用

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 交通強國戰(zhàn)略與陸路交通 1
1.1.2 陸路交通發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.1.3 陸路交通建設工作 3
1.1.4 陸路交通面臨的挑戰(zhàn) 4
1.2 陸路交通測繪的內(nèi)容與發(fā)展趨勢 5
1.2.1 陸路交通測繪內(nèi)容 5
1.2.2 陸路交通測繪發(fā)展趨勢 5
1.3 天空地海測繪遙感技術發(fā)展 7
1.3.1 “天”類測繪遙感技術 8
1.3.2 “空”類測繪遙感技術 10
1.3.3 “地”類測繪遙感技術 12
1.3.4 “?！鳖悳y繪遙感技術 14
1.4 數(shù)智化轉(zhuǎn)型對陸路交通測繪的挑戰(zhàn) 15
1.4.1 數(shù)字化和智能化技術發(fā)展 15
1.4.2 陸路交通數(shù)智化轉(zhuǎn)型 16
1.4.3 對陸路交通測繪的挑戰(zhàn) 16
1.5 本章小結(jié) 17
參考文獻 17
第2章 陸路交通智能測繪：定義、范圍與技術框架 18
2.1 從數(shù)字化、信息化測繪到智能測繪 18
2.1.1 早期測繪 18
2.1.2 數(shù)字化、信息化測繪 19
2.1.3 智能化測繪 19
2.2 陸路交通數(shù)智化設計中的測繪：需求和特征 19
2.2.1 數(shù)智化設計需求 19
2.2.2 陸路交通測繪特征 20
2.3 陸路交通智能測繪的內(nèi)容與范圍 21
2.3.1 陸路交通智能測繪內(nèi)容 21
2.3.2 陸路交通智能測繪范圍 23
2.4 陸路交通智能測繪技術框架 25
2.4.1 陸路交通工程數(shù)智勘測內(nèi)涵與框架 25
2.4.2 數(shù)智勘測關鍵技術 27
2.5 本章小結(jié) 30
參考文獻 30
第3章 GNSS陸路交通智能測繪技術 32
3.1 GNSS技術及其發(fā)展應用 32
3.1.1 GNSS技術簡介 32
3.1.2 GNSS技術在鐵路領域的發(fā)展應用 33
3.2 GNSS快速精密定位 35
3.2.1 GNSS原始觀測值 35
3.2.2 GNSS地基增強定位技術 35
3.2.3 GNSS星基增強定位技術 37
3.3 鐵路星基/地基增強系統(tǒng)建設 38
3.3.1 鐵路工程帶狀高精度北斗地基增強技術 38
3.3.2 北斗地基增強鐵路精密控制測量技術 44
3.4 基于北斗地基增強的勘測應用體系 50
3.4.1 應用體系總體架構 50
3.4.2 鐵路工程精密控制測量應用 50
3.4.3 RTK位置服務測量應用 53
3.5 基于有色噪聲濾波的GNSS監(jiān)測技術 62
3.6 應用案例 63
3.6.1 宜涪鐵路地基增強系統(tǒng)建設 63
3.6.2 南昌局既有鐵路北斗基準站網(wǎng)建設 68
3.6.3 鐵路邊坡監(jiān)測案例 68
3.6.4 鐵路橋梁監(jiān)測案例 72
3.7 本章小結(jié) 78
參考文獻 78
第4章 視覺/GNSS/慣導多源融合定位與智能測繪技術 79
4.1 多源融合導航定位技術及其發(fā)展 79
4.1.1 多源融合導航定位技術概述 79
4.1.2 多源融合導航定位技術形式 80
4.1.3 多源融合導航定位發(fā)展趨勢 82
4.2 影像視覺定位技術 83
4.2.1 影像視覺定位技術概述 83
4.2.2 單目/雙目視覺導航定位技術 83
4.2.3 全景視覺融合導航定位方法 87
4.3 激光雷達視覺定位技術 91
4.3.1 激光雷達視覺定位技術概述 91
4.3.2 激光雷達視覺定位技術發(fā)展 93
4.3.3 基于圖優(yōu)化模型的激光雷達視覺定位方法 93
4.4 GNSS/IMU/SLAM融合定位技術 98
4.4.1 GNSS/IMU/SLAM融合定位技術概述 98
4.4.2 面向非接觸式移動測量的輔助慣導定位方法 99
4.4.3 基于圖優(yōu)化的多源融合定位 103
4.4.4 GNSS/IMU/SLAM融合定位實驗 106
4.5 多源融合導航定位技術陸路交通智能測繪應用 107
4.5.1 地鐵巡檢小車定位定姿 107
4.5.2 地鐵軌道不平順度測量 109
4.6 本章小結(jié) 112
參考文獻 112
第5章 衛(wèi)星遙感陸路交通智能測繪技術 114
5.1 衛(wèi)星遙感立體測圖技術與發(fā)展 114
5.1.1 衛(wèi)星遙感立體測圖原理 114
5.1.2 衛(wèi)星遙感立體測圖優(yōu)勢 115
5.1.3 衛(wèi)星遙感立體測圖技術發(fā)展 115
5.2 典型的立體測圖衛(wèi)星 116
5.2.1 美國立體測圖遙感衛(wèi)星 116
5.2.2 法國立體測圖遙感衛(wèi)星 118
5.2.3 中國立體測圖遙感衛(wèi)星 118
5.3 衛(wèi)星遙感立體測圖鐵路勘測工程應用 121
5.3.1 衛(wèi)星遙感鐵路選線 121
5.3.2 衛(wèi)星遙感鐵路前期勘測 121
5.3.3 衛(wèi)星遙感橋梁工程監(jiān)測 122
5.4 衛(wèi)星遙感立體測圖技術公路設計線路勘測 123
5.4.1 應用背景 123
5.4.2 技術方法 123
5.4.3 應用案例 124
5.5 雷達衛(wèi)星干涉測量陸路交通變形監(jiān)測 127
5.5.1 衛(wèi)星合成孔徑雷達干涉測量 127
5.5.2 InSAR沉降監(jiān)測原理 127
5.5.3 時序InSAR交通線路變形監(jiān)測——上海磁懸浮列車軌道 130
5.6 基于多源遙感的青藏鐵路沿線生態(tài)環(huán)境時空變化分析 134
5.6.1 青藏鐵路沿線不同時空尺度下遙感生態(tài)因子變化趨勢 134
5.6.2 青藏鐵路建設前后沿線遙感生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演變過程 135
5.7 本章小結(jié) 135
參考文獻 136
第6章 無人機傾斜攝影測量陸路交通智能測繪技術 137
6.1 無人機遙感技術發(fā)展與應用 137
6.1.1 無人機遙感技術概述 137
6.1.2 無人機遙感技術發(fā)展 139
6.1.3 無人機遙感技術應用 139
6.2 無人機傾斜攝影測量技術 140
6.2.1 無人機傾斜攝影測量技術概述 140
6.2.2 無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)組成 141
6.2.3 無人機傾斜攝影測量數(shù)據(jù)獲取 141
6.2.4 無人機傾斜攝影測量建模方法 147
6.3 無人機全景傾斜攝影測量技術 151
6.3.1 無人機全景傾斜攝影測量技術概述 151
6.3.2 無人機全景傾斜攝影測量相關原理 152
6.3.3 基于多視投影的無人機全景視頻三維重建技術 155
6.3.4 無人機全景傾斜攝影測量三維建模分析 159
6.4 無人機傾斜攝影測量陸路交通智能測繪應用案例 163
6.4.1 神朔鐵路雙巖畔隧道至霍家梁隧道出口模型生成 163
6.4.2 長贛鐵路萍鄉(xiāng)段途經(jīng)區(qū)域及其周邊區(qū)域模型構建 165
6.4.3 武漢繞城高速公路中洲至北湖段改擴建工程模型構建 167
6.5 本章小結(jié) 168
參考文獻 168
第7章 地面激光雷達掃描陸路交通智能測繪技術 169
7.1 地面激光雷達掃描技術發(fā)展與應用 169
7.1.1 地面激光雷達掃描技術概述 169
7.1.2 地面激光雷達掃描技術研究現(xiàn)狀 170
7.1.3 地面激光雷達掃描應用 171
7.2 地面激光雷達陸路交通數(shù)據(jù)獲取 172
7.2.1 地面激光雷達掃描儀設備 173
7.2.2 地面激光雷達數(shù)據(jù)采集 174
7.3 地面激光雷達點云處理技術 175
7.3.1 地面激光掃描坐標轉(zhuǎn)換解算 175
7.3.2 地面激光點云直接配準 178
7.3.3 基于特征的地面激光點云配準 179
7.3.4 地面激光點云多站自動拼接 181
7.3.5 地空異源點云配準方法 182
7.4 地面激光雷達陸路交通智能測繪應用案例 184
7.4.1 拉林線危巖體三維激光掃描 185
7.4.2 天津西站隧道點云時空變形探測 186
7.4.3 鐵路隧道鋼軌提取與限界檢測 188
7.4.4 漢十高鐵棗陽段既有鐵路中線勘測 190
7.5 本章小結(jié) 192
參考文獻 192
第8章 機載激光雷達陸路交通智能測繪技術 194
8.1 機載激光雷達遙感技術發(fā)展與應用 194
8.1.1 機載激光雷達遙感技術概述 194
8.1.2 機載激光雷達遙感技術研究現(xiàn)狀 195
8.1.3 機載激光雷達遙感技術應用 197
8.2 機載激光雷達陸路交通數(shù)據(jù)獲取 198
8.2.1 機載激光雷達遙感設備 198
8.2.2 機載激光雷達數(shù)據(jù)采集 199
8.3 機載激光雷達點云處理技術 201
8.3.1 機載激光雷達觀測與解算 201
8.3.2 機載激光雷達點云航帶平差 204
8.3.3 機載激光雷達點云濾波生成DEM技術 209
8.4 多載荷協(xié)同無人機遙感集成系統(tǒng)裝備 210
8.4.1 集成系統(tǒng)設備組成 211
8.4.2 集成設備工作流程 212
8.5 機載激光雷達陸路交通智能測繪應用案例 213
8.5.1 董梁高速公路橫斷面測量 214
8.5.2 南寧至百色高速公路測繪 215
8.5.3 武漢四環(huán)線改擴建工程掃描 216
8.6 本章小結(jié) 218
參考文獻 218
第9章 多傳感器集成移動測量陸路交通智能測繪技術 219
9.1 多傳感器集成移動測量技術與系統(tǒng) 219
9.1.1 多傳感器集成與移動測量概述 219
9.1.2 多傳感器集成陸路交通移動測量原理與特點 220
9.1.3 多傳感器集成陸路交通移動測量誤差分析 222
9.1.4 多傳感器集成陸路交通移動測量關鍵技術 223
9.1.5 多傳感器集成移動測量應用 230
9.2 車載移動道路測量系統(tǒng) 232
9.2.1 公路智能測繪的背景與需求 232
9.2.2 車載移動道路測量智能測繪技術 233
9.2.3 車載移動道路測量智能測繪應用 236
9.3 鐵路移動三維激光全景掃描系統(tǒng) 237
9.3.1 既有鐵路勘測與檢測背景與需求 237
9.3.2 鐵路移動三維激光全景掃描系統(tǒng)組成 239
9.3.3 鐵路移動三維激光全景掃描既有線測量 241
9.3.4 鐵路移動三維激光全景掃描隧道測量 248
9.4 移動測量陸路交通智能測繪應用案例 250
9.4.1 京哈高速公路（拉林河至德惠段）改擴建工程 250
9.4.2 巴基斯坦1號鐵路干線（ML1）既有線大修勘測 251
9.4.3 青藏鐵路格拉段電氣化改造項目 252
9.4.4 地鐵隧道檢測項目 253
9.5 本章小結(jié) 255
參考文獻 255
第1