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    省部級獎項

    測量工程空間信息獲取理論方法及軟件

    時間:2018-03-01 來源:未知 點擊:

    一、基本情況

    工程建設和空天地海測繪技術的快速發展,對測量工程空間信息獲取理論方法及軟件提出了更新更高的要求,迫切地需要一套滿足國際標準、適合我國國情的測量工程空間信息獲取理論方法與軟件系統。為此,項目組在國家自然科學基金和國家支撐等項目的資助下開展了理論方法研究,在測量工程數據處理理論、空間信息獲取技術、測量信息表達方法等方面取得了諸多創新性成果,研制了涵蓋地面測量、海洋測量、衛星定位、變形監測與災害預警四個方面的測量工程立體空間信息獲取與數據處理軟件系統,實現了基于測量機器人、三維激光掃描儀、衛星定位接收機、海洋測量傳感器等技術的測量工程空間信息立體、自動獲取與快速處理。獲得授權發明專利3項、實用新型專利3項、軟件著作權14項,發表論文SCI21篇、EI 34篇、核心期刊55篇。在國內外工程測量、測深測流、衛星定位、變形監測等領域得到了廣泛了應用,極大地推動了測量工程技術的進步,取得了顯著的社會和經濟效益。

    二、主要特點

    (1)創新性強:提出測量工程多類多級控制網網點排序優化數據處理方法,三維激光點云自動配準、點云簡化、快速建模與質量評價方法,基于多源信息融合的精密測深方法、基于GNSS的ADCP換能器速度和方位一體化確定方法、基于GNSS高精度垂直解的在航和錨定潮位測量及提取方法,CORS中間服務器增強技術,基于優化粒子群算法的偽衛星模糊度快速搜索方法,時空觀測信息優化組合處理與災害預警模型等。(2)技術方法先進:基于測量機器人技術實現平面控制網和精密高程網自動化觀測,形成了多類多級控制網聯合測量和統一數據處理模式,并顯著提高解算速度;基于三維激光掃描技術實現測量工程三維空間信息獲取、點云自動配準和快速建模;基于多源信息融合,將傳統測深精度提高了1倍,克服了現有ADCP流速測量對測量船要求的局限,首次實現了厘米級GNSS流速和潮位的在航和錨定狀態下獲;基于CORS中間服務器技術,實現了當地坐標系下三維坐標的NRTK實時動態測量;基于優化粒子群算法實現了GNSS模糊度的快速搜索;基于GB-SAR、虛擬現實、增強現實等新技術,實現變形監測數據采集、處理、分析與展示,具有沉浸式視覺效果。(3)應用面廣,效益顯著:研制的軟件系統具有模型嚴密、算法優化、通用性好、技術先進、系統性強等特點,在國內基礎測繪、鐵路公路、水利水電、航道水文、地質勘探、教學科研等眾多企事業單位得到廣泛應用,為武廣高鐵、港珠澳大橋、武漢綠地中心超高層建筑等工程建設提供測量技術保障,2014-2017產生經濟效益32400萬元,社會效益顯著。

    三、關鍵技術

    (1)地面測量:設計了測量機器人控制網自動化觀測體系,提出了控制網數據處理網點排序優化快速算法,實現了多類多級觀測值控制網自動化數據采集、信息組織與快速統一處理;提出了基于八叉樹整體構建點云重疊區的OTOAICP改進配準方法,實現了基于閉合條件的無標靶點云整體配準;提出了基于法向量夾角局部熵的點云簡化方法,實現了點云簡化質量的量化評價;提出了深度層次遍歷的GPU八叉樹構建方法,實現了GPU點云快速建模。(2)海洋測量:基于GNSS垂直解和涌浪參數對船體垂直運動反映的一致性,提出了基于多源信息融合的精密測深方法,將現有測深精度提高了1倍以上;提出了基于GNSS的ADCP換能器速度和方位一體化確定方法,為ADCP流速測量提供了瞬時絕對起算基準;提出了基于GNSS高精度垂直解的在航和錨定潮位測量及提取方法。(3)衛星定位測量:提出了用戶在當地坐標系中三維坐標實時測量的CORS服務器增強技術,創建了中間服務器工作模式;優化粒子群算法實現了GNSS模糊度的快速搜索,建立了高精度基線解算和控制網平差的關鍵模型。(4)變形監測與災害預警:提出了時空觀測信息組合處理與災害預警模型,基于GB-SAR、GNSS天線陣列接收機、測量機器人、虛擬現實和增強現實等技術,實現了變形態勢的三維沉浸式虛擬現實及增強現實處理與交互。

    四、主要完成單位

    武漢大學、武漢市珞珈俊德地信科技有限公司

    五、獲獎等級

    2017測繪科技進步獎特等獎

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