陸路交通智能測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 交通強(qiáng)國(guó)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(shè)工作 3
1.1.4 陸路交通面臨的挑戰(zhàn) 4
1.2 陸路交通測(cè)繪的內(nèi)容與發(fā)展趨勢(shì) 5
1.2.1 陸路交通測(cè)繪內(nèi)容 5
1.2.2 陸路交通測(cè)繪發(fā)展趨勢(shì) 5
1.3 天空地海測(cè)繪遙感技術(shù)發(fā)展 7
1.3.1 “天”類測(cè)繪遙感技術(shù) 8
1.3.2 “空”類測(cè)繪遙感技術(shù) 10
1.3.3 “地”類測(cè)繪遙感技術(shù) 12
1.3.4 “?！鳖悳y(cè)繪遙感技術(shù) 14
1.4 數(shù)智化轉(zhuǎn)型對(duì)陸路交通測(cè)繪的挑戰(zhàn) 15
1.4.1 數(shù)字化和智能化技術(shù)發(fā)展 15
1.4.2 陸路交通數(shù)智化轉(zhuǎn)型 16
1.4.3 對(duì)陸路交通測(cè)繪的挑戰(zhàn) 16
1.5 本章小結(jié) 17
參考文獻(xiàn) 17
第2章 陸路交通智能測(cè)繪：定義、范圍與技術(shù)框架 18
2.1 從數(shù)字化、信息化測(cè)繪到智能測(cè)繪 18
2.1.1 早期測(cè)繪 18
2.1.2 數(shù)字化、信息化測(cè)繪 19
2.1.3 智能化測(cè)繪 19
2.2 陸路交通數(shù)智化設(shè)計(jì)中的測(cè)繪：需求和特征 19
2.2.1 數(shù)智化設(shè)計(jì)需求 19
2.2.2 陸路交通測(cè)繪特征 20
2.3 陸路交通智能測(cè)繪的內(nèi)容與范圍 21
2.3.1 陸路交通智能測(cè)繪內(nèi)容 21
2.3.2 陸路交通智能測(cè)繪范圍 23
2.4 陸路交通智能測(cè)繪技術(shù)框架 25
2.4.1 陸路交通工程數(shù)智勘測(cè)內(nèi)涵與框架 25
2.4.2 數(shù)智勘測(cè)關(guān)鍵技術(shù) 27
2.5 本章小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 30
第3章 GNSS陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 32
3.1 GNSS技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用 32
3.1.1 GNSS技術(shù)簡(jiǎn)介 32
3.1.2 GNSS技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用 33
3.2 GNSS快速精密定位 35
3.2.1 GNSS原始觀測(cè)值 35
3.2.2 GNSS地基增強(qiáng)定位技術(shù) 35
3.2.3 GNSS星基增強(qiáng)定位技術(shù) 37
3.3 鐵路星基/地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè) 38
3.3.1 鐵路工程帶狀高精度北斗地基增強(qiáng)技術(shù) 38
3.3.2 北斗地基增強(qiáng)鐵路精密控制測(cè)量技術(shù) 44
3.4 基于北斗地基增強(qiáng)的勘測(cè)應(yīng)用體系 50
3.4.1 應(yīng)用體系總體架構(gòu) 50
3.4.2 鐵路工程精密控制測(cè)量應(yīng)用 50
3.4.3 RTK位置服務(wù)測(cè)量應(yīng)用 53
3.5 基于有色噪聲濾波的GNSS監(jiān)測(cè)技術(shù) 62
3.6 應(yīng)用案例 63
3.6.1 宜涪鐵路地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè) 63
3.6.2 南昌局既有鐵路北斗基準(zhǔn)站網(wǎng)建設(shè) 68
3.6.3 鐵路邊坡監(jiān)測(cè)案例 68
3.6.4 鐵路橋梁監(jiān)測(cè)案例 72
3.7 本章小結(jié) 78
參考文獻(xiàn) 78
第4章 視覺/GNSS/慣導(dǎo)多源融合定位與智能測(cè)繪技術(shù) 79
4.1 多源融合導(dǎo)航定位技術(shù)及其發(fā)展 79
4.1.1 多源融合導(dǎo)航定位技術(shù)概述 79
4.1.2 多源融合導(dǎo)航定位技術(shù)形式 80
4.1.3 多源融合導(dǎo)航定位發(fā)展趨勢(shì) 82
4.2 影像視覺定位技術(shù) 83
4.2.1 影像視覺定位技術(shù)概述 83
4.2.2 單目/雙目視覺導(dǎo)航定位技術(shù) 83
4.2.3 全景視覺融合導(dǎo)航定位方法 87
4.3 激光雷達(dá)視覺定位技術(shù) 91
4.3.1 激光雷達(dá)視覺定位技術(shù)概述 91
4.3.2 激光雷達(dá)視覺定位技術(shù)發(fā)展 93
4.3.3 基于圖優(yōu)化模型的激光雷達(dá)視覺定位方法 93
4.4 GNSS/IMU/SLAM融合定位技術(shù) 98
4.4.1 GNSS/IMU/SLAM融合定位技術(shù)概述 98
4.4.2 面向非接觸式移動(dòng)測(cè)量的輔助慣導(dǎo)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(shí)驗(yàn) 106
4.5 多源融合導(dǎo)航定位技術(shù)陸路交通智能測(cè)繪應(yīng)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(cè)量 109
4.6 本章小結(jié) 112
參考文獻(xiàn) 112
第5章 衛(wèi)星遙感陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 114
5.1 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖技術(shù)與發(fā)展 114
5.1.1 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖原理 114
5.1.2 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖優(yōu)勢(shì) 115
5.1.3 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖技術(shù)發(fā)展 115
5.2 典型的立體測(cè)圖衛(wèi)星 116
5.2.1 美國(guó)立體測(cè)圖遙感衛(wèi)星 116
5.2.2 法國(guó)立體測(cè)圖遙感衛(wèi)星 118
5.2.3 中國(guó)立體測(cè)圖遙感衛(wèi)星 118
5.3 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖鐵路勘測(cè)工程應(yīng)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(cè) 121
5.3.3 衛(wèi)星遙感橋梁工程監(jiān)測(cè) 122
5.4 衛(wèi)星遙感立體測(cè)圖技術(shù)公路設(shè)計(jì)線路勘測(cè) 123
5.4.1 應(yīng)用背景 123
5.4.2 技術(shù)方法 123
5.4.3 應(yīng)用案例 124
5.5 雷達(dá)衛(wèi)星干涉測(cè)量陸路交通變形監(jiān)測(cè) 127
5.5.1 衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量 127
5.5.2 InSAR沉降監(jiān)測(cè)原理 127
5.5.3 時(shí)序InSAR交通線路變形監(jiān)測(cè)——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(shí)空變化分析 134
5.6.1 青藏鐵路沿線不同時(shí)空尺度下遙感生態(tài)因子變化趨勢(shì) 134
5.6.2 青藏鐵路建設(shè)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(xiàn) 136
第6章 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 137
6.1 無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用 137
6.1.1 無人機(jī)遙感技術(shù)概述 137
6.1.2 無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展 139
6.1.3 無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用 139
6.2 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù) 140
6.2.1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)概述 140
6.2.2 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)組成 141
6.2.3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)獲取 141
6.2.4 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量建模方法 147
6.3 無人機(jī)全景傾斜攝影測(cè)量技術(shù) 151
6.3.1 無人機(jī)全景傾斜攝影測(cè)量技術(shù)概述 151
6.3.2 無人機(jī)全景傾斜攝影測(cè)量相關(guān)原理 152
6.3.3 基于多視投影的無人機(jī)全景視頻三維重建技術(shù) 155
6.3.4 無人機(jī)全景傾斜攝影測(cè)量三維建模分析 159
6.4 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量陸路交通智能測(cè)繪應(yīng)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(zhǎng)贛鐵路萍鄉(xiāng)段途經(jīng)區(qū)域及其周邊區(qū)域模型構(gòu)建 165
6.4.3 武漢繞城高速公路中洲至北湖段改擴(kuò)建工程模型構(gòu)建 167
6.5 本章小結(jié) 168
參考文獻(xiàn) 168
第7章 地面激光雷達(dá)掃描陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 169
7.1 地面激光雷達(dá)掃描技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用 169
7.1.1 地面激光雷達(dá)掃描技術(shù)概述 169
7.1.2 地面激光雷達(dá)掃描技術(shù)研究現(xiàn)狀 170
7.1.3 地面激光雷達(dá)掃描應(yīng)用 171
7.2 地面激光雷達(dá)陸路交通數(shù)據(jù)獲取 172
7.2.1 地面激光雷達(dá)掃描儀設(shè)備 173
7.2.2 地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集 174
7.3 地面激光雷達(dá)點(diǎn)云處理技術(shù) 175
7.3.1 地面激光掃描坐標(biāo)轉(zhuǎn)換解算 175
7.3.2 地面激光點(diǎn)云直接配準(zhǔn) 178
7.3.3 基于特征的地面激光點(diǎn)云配準(zhǔn) 179
7.3.4 地面激光點(diǎn)云多站自動(dòng)拼接 181
7.3.5 地空異源點(diǎn)云配準(zhǔn)方法 182
7.4 地面激光雷達(dá)陸路交通智能測(cè)繪應(yīng)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(diǎn)云時(shí)空變形探測(cè) 186
7.4.3 鐵路隧道鋼軌提取與限界檢測(cè) 188
7.4.4 漢十高鐵棗陽段既有鐵路中線勘測(cè) 190
7.5 本章小結(jié) 192
參考文獻(xiàn) 192
第8章 機(jī)載激光雷達(dá)陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 194
8.1 機(jī)載激光雷達(dá)遙感技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用 194
8.1.1 機(jī)載激光雷達(dá)遙感技術(shù)概述 194
8.1.2 機(jī)載激光雷達(dá)遙感技術(shù)研究現(xiàn)狀 195
8.1.3 機(jī)載激光雷達(dá)遙感技術(shù)應(yīng)用 197
8.2 機(jī)載激光雷達(dá)陸路交通數(shù)據(jù)獲取 198
8.2.1 機(jī)載激光雷達(dá)遙感設(shè)備 198
8.2.2 機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集 199
8.3 機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云處理技術(shù) 201
8.3.1 機(jī)載激光雷達(dá)觀測(cè)與解算 201
8.3.2 機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云航帶平差 204
8.3.3 機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云濾波生成DEM技術(shù) 209
8.4 多載荷協(xié)同無人機(jī)遙感集成系統(tǒng)裝備 210
8.4.1 集成系統(tǒng)設(shè)備組成 211
8.4.2 集成設(shè)備工作流程 212
8.5 機(jī)載激光雷達(dá)陸路交通智能測(cè)繪應(yīng)用案例 213
8.5.1 董梁高速公路橫斷面測(cè)量 214
8.5.2 南寧至百色高速公路測(cè)繪 215
8.5.3 武漢四環(huán)線改擴(kuò)建工程掃描 216
8.6 本章小結(jié) 218
參考文獻(xiàn) 218
第9章 多傳感器集成移動(dòng)測(cè)量陸路交通智能測(cè)繪技術(shù) 219
9.1 多傳感器集成移動(dòng)測(cè)量技術(shù)與系統(tǒng) 219
9.1.1 多傳感器集成與移動(dòng)測(cè)量概述 219
9.1.2 多傳感器集成陸路交通移動(dòng)測(cè)量原理與特點(diǎn) 220
9.1.3 多傳感器集成陸路交通移動(dòng)測(cè)量誤差分析 222
9.1.4 多傳感器集成陸路交通移動(dòng)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù) 223
9.1.5 多傳感器集成移動(dòng)測(cè)量應(yīng)用 230
9.2 車載移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng) 232
9.2.1 公路智能測(cè)繪的背景與需求 232
9.2.2 車載移動(dòng)道路測(cè)量智能測(cè)繪技術(shù) 233
9.2.3 車載移動(dòng)道路測(cè)量智能測(cè)繪應(yīng)用 236
9.3 鐵路移動(dòng)三維激光全景掃描系統(tǒng) 237
9.3.1 既有鐵路勘測(cè)與檢測(cè)背景與需求 237
9.3.2 鐵路移動(dòng)三維激光全景掃描系統(tǒng)組成 239
9.3.3 鐵路移動(dòng)三維激光全景掃描既有線測(cè)量 241
9.3.4 鐵路移動(dòng)三維激光全景掃描隧道測(cè)量 248
9.4 移動(dòng)測(cè)量陸路交通智能測(cè)繪應(yīng)用案例 250
9.4.1 京哈高速公路（拉林河至德惠段）改擴(kuò)建工程 250
9.4.2 巴基斯坦1號(hào)鐵路干線（ML1）既有線大修勘測(cè) 251
9.4.3 青藏鐵路格拉段電氣化改造項(xiàng)目 252
9.4.4 地鐵隧道檢測(cè)項(xiàng)目 253
9.5 本章小結(jié) 255
參考文獻(xiàn) 255
第1