多源激光点云建模在桥梁养护中的探索

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0229

测绘通报 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (2): 157-160,177.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0229

多源激光点云建模在桥梁养护中的探索

刘霜辰, 李升甫, 贾洋

四川省公路规划勘察设计研究院有限公司, 四川成都 610041

收稿日期:2023-08-08 出版日期:2024-02-25 发布日期:2024-03-12
作者简介:刘霜辰(1993—),男,硕士,工程师,研究方向为摄影测量与遥感数据处理。E-mail:364726311@qq.com
基金资助:
四川省交通运输科技项目(2023-A-10;2023-A-14)

Exploration of multi-source laser point cloud modeling in bridge maintenance

LIU Shuangchen, LI Shengfu, JIA Yang

Sichuan Highway Planning, Survey, Design and Research Institute Ltd, Chengdu 610041, China

Received:2023-08-08 Online:2024-02-25 Published:2024-03-12

摘要/Abstract

摘要： 运营已久的复杂山区高速公路桥梁在路面负荷严重、次生地质灾害的影响下,对道路日常的养护运维工作带来了很大挑战。利用桥梁三维建模技术进行在线可视化,同时在重点桥梁路段安装监测设备,在线进行桥梁健康监测成为目前新的技术手段。针对运营较长时间的道路桥梁设计竣工图纸缺失,无法通过图纸复现真实的桥梁模型,采用地面站式激光与车载激光相结合的方法,对长时间运营桥梁进行扫描,对两种方法得到的点云数据进行配准及滤波处理,然后进行单体化建模,真实还原运营桥梁的结构形态。同时,利用公路行业BIM模型标准,对单体化的桥梁进行构件拆分编码,形成规范的桥梁单元模块。在此基础上,利用GIS技术开发高速公路基础设施平台,关联桥梁养护相关作业模块,实现既有高速公路桥梁线上巡检养护。

关键词: 多源激光雷达, 点云滤波, 三维建模, 构件化, 桥梁养护

Abstract: Under the influence of serious road load and secondary geological disasters, the daily maintenance of complex mountain highway bridges has brought great challenges. Using bridge 3D modeling technology to carry out online visualization, and installing monitoring equipment on key bridge sections, online monitoring of bridge health has become a new technical means. For roads and bridges that have been operating for a long time, the as-built design drawings are difficult to find and the real bridge model can not be reproduced through the drawings. Therefore, the ground-station laser and vehicle-mounted laser are combined to scan the bridges that have been operating for a long time, and the point cloud data obtained by the two methods are registered and filtered, and then the monomer modeling is carried out. Restore the real structure of the bridge. At the same time, using the highway industry BIM model standard, the components of the monomer bridge are split and coded to form a standardized bridge unit module. On this basis, GIS technology is used to develop expressway infrastructure platform, and bridge maintenance related operation modules are associated to realize online inspection and maintenance of existing expressway bridges.

Key words: multi-source LiDAR, point cloud filtering, 3D modeling, componentization, bridge maintenance

中图分类号:

P237

刘霜辰, 李升甫, 贾洋. 多源激光点云建模在桥梁养护中的探索[J]. 测绘通报, 2024, 0(2): 157-160,177.

LIU Shuangchen, LI Shengfu, JIA Yang. Exploration of multi-source laser point cloud modeling in bridge maintenance[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2024, 0(2): 157-160,177.

参考文献

[1] 刘天成,程潜,王小宁,等. 基于BIM的平塘特大桥建养多源信息融合技术及系统研发[J]. 公路,2019,64(9): 12-17.
[2] 杨必胜,董震. 点云智能研究进展与趋势[J]. 测绘学报,2019,48(12): 1575-1585.
[3] 方勇,龚辉,张丽,等. 从全球激光点云到三维数字地球空间框架:全球精确测绘进阶之路[J]. 激光与光电子学进展,2022,59(12): 1200002.
[4] 刘亚坤,刘会云,李永强,等. 基于多源激光点云融合的建筑物BIM建模[J]. 地球信息科学学报,2021,23(5): 764-773.
[5] 梁涛,韩峰,陈国栋. 基于连续点云数据的既有铁路轨面信息快速提取算法设计[J]. 铁道科学与工程学报,2021,18(10): 2544-2551.
[6] LIU M,YOU Y,LI M,et al. Research on the construction of BIM visualization model based on 3D laser point cloud data[C]//Proceedings of 2018 International Conference on Computational Modeling,Simulation and Applied Mathematics.[S.l]:DEStech Transactions on Computer Science and Engineering,2018:75-78.
[7] 徐杰,侯飞,曹广航. 高精道路地图制作方法及关键技术[J]. 测绘通报,2022(1): 155-158.
[8] 赵焰,曹聿铭,黄鹤. 基于车载激光点云的高精地图矢量化成图[J]. 测绘通报,2021(12): 105-109.
[9] 李鹏,马建芳. 融合点云及倾斜摄影三维单体化建模技术研究[J]. 测绘通报,2021(S1): 29-32.
[10] 许梦兵,刘先林,仲雪婷,等. 结合地面点和杆状物的车载激光点云自动配准方法[J]. 中国激光,2023,50(2): 3788.
[11] SHI Shixi,ZHOU Yifu,SUN Yang,et al. Research and engineering implementation of laser point cloud 3D target recognition algorithm in complex scene[J]. Journal of Physics: Conference Series,2021,1828(1): 012155.
[12] 闫利,李赞. 车载激光点云道路标线提取方法[J]. 遥感信息,2018,33(1): 1-6.
[13] 方莉娜,沈贵熙,游志龙,等. 融合点云和多视图的车载激光点云路侧多目标识别[J]. 测绘学报,2021,50(11): 1558-1573.
[14] 蒋鑫吴,赵志远,方莉娜,等. 基于LightGBM的车载激光点云电力线快速提取方法[J]. 测绘科学技术学报,2019,36(5): 494-499.
[15] YAO L,QIN C,CHEN Q,et al. Automatic extraction and recognition of road markings based on vehicle laser point cloud[J]. ISPRS Annals of Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information Sciences,2020,5(2): 313-319.
[16] 刘永吉,李佳恩,吴翔. 对接Revit平台的古建点云快速分类研究[J]. 激光与红外,2022,52(2): 280-286.
[17] 宋永存. 多视激光点云数据融合与三维建模方法研究[J]. 测绘通报,2017(5): 79-81.
[18] 宋健,刘泓佚,杜永军,等. 基于混凝土组合箱梁残缺三维激光点云的自动逆向建模方法[J]. 世界桥梁,2022,50(1): 72-78.
[19] 郭梅. 基于BIM技术的桥梁健康监测信息可视化管理及监测预警研究[D]. 成都: 西南交通大学,2020.
[20] 王纪君. 基于BIM+GIS的桥梁在线监测系统的设计与实现[D]. 西安: 长安大学,2020.

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Exploration of multi-source laser point cloud modeling in bridge maintenance

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[1]	黄玉林, 刘龙飞, 祖为国, 谭金石. 无人机LiDAR在输电线路平断面测绘中的应用[J]. 测绘通报, 2024, 0(1): 131-135.
[2]	冯晓珂, 吕沛娴, 张卡, 沈华康, 叶龙杰, 赵娜, 杨盈. 面向滩涂DEM构建的机载LiDAR点云滤波方法[J]. 测绘通报, 2023, 0(7): 58-62.
[3]	王璐, 卢小平, 李国利, 李小雷, 康爱峰. 一种混合插值算法的露天矿产储量估算方法及其应用[J]. 测绘通报, 2023, 0(5): 140-147.
[4]	罗晓丹, 赖明治, 卢燕, 吕新强, 凌聪聪, 黄宇. 贴近摄影测量技术在物质文化遗产三维建模中的应用[J]. 测绘通报, 2023, 0(12): 132-135,152.
[5]	刘秀涵, 张朋东. 基于三维激光扫描技术的古墓数字化保护方法[J]. 测绘通报, 2023, 0(12): 174-177.
[6]	张新行, 张培, 齐亮, 陈永立. 多源数据融合在广府古城三维重建中的应用[J]. 测绘通报, 2023, 0(11): 112-115.
[7]	张海山, 张正军, 宋宗莹, 柳红利, 姜大佐, 曾杉. 融合聚类算法的钢轨轮廓点云自适应精简[J]. 测绘通报, 2023, 0(10): 135-139.
[8]	满旺, 李宗梅, 聂芹, 许宽, 陈志景, 廖桂华. 数字孪生技术在小型水库管理中的应用初探[J]. 测绘通报, 2023, 0(1): 20-25.
[9]	杨震, 孟祥武, 唐顺均, 王昊, 巩垠熙. 室内移动测量系统在新型基础测绘中的应用[J]. 测绘通报, 2023, 0(1): 149-153.
[10]	王凯奇, 方军, 王振霖, 郭海宾, 杨振升. 交叉环绕航线下的城市级复杂建筑物实景三维建模[J]. 测绘通报, 2022, 0(9): 80-85.
[11]	张茂正, 燕宁娜, 袁宜红, 商立宏, 赵振炜. 面向高耸古塔的无人机视频环拍实景三维建模方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(9): 86-92.
[12]	王成, 施宇军, 权菲, 李青逊, 李佳豪, 周吕. 无人机倾斜摄影测量土方量测算及精度评价[J]. 测绘通报, 2022, 0(8): 139-142,159.
[13]	谢元, 董梦, 马新建. 多源数据在复杂场景建筑物三维重建的应用[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 143-147.
[14]	熊成利, 龚旭峥, 沈正中, 龙容, 王硕. 不动产登记数据的建筑分层分户三维建模关键技术[J]. 测绘通报, 2022, 0(4): 149-153.
[15]	石壮, 杜全叶, 王庆栋, 马东岭, 崔琰. 虚拟格网分类支持下的密集匹配点云布料模拟滤波[J]. 测绘通报, 2022, 0(2): 73-77.