三维激光扫描技术滑坡变形监测研究

在介绍三维激光扫描原理的基础上,运用徕卡公司的Scan Station2三维激光扫描仪进行数据采集,采用Terrascan软件、Cyclone软件进行数据处理,得到某滑坡的变形值,并将其与同期的全站仪、水准仪获取的数据进行比较分析.结果证明,使用三维激光技术监测所得的变形情况与实际情况基本相符,能反映滑坡变形的趋势,对三维激光扫描技术在滑坡变形监测中的应用具有一定的参考作用.     

基于三维激光扫描技术的高边坡变形监测分析

针对高速公路高边坡容易发生失稳破坏且监测难度大等问题,提出采用三维激光扫描技术对高边坡工程进行非接触式变形监测分析。为解决多期边坡对象的大体量点云数据难以配准问题,设计了一套基于边坡的永久性三棱锥作为控制点,通过各期点云数据中三棱锥特征提取相应控制点,对多期点云数据进行坐标系换算,进而实现多期点云数据的坐标配准,并对配准后的多期点云数据进行分析,运用算法程序处理并提取边坡变形信息。结果表明:利用三维激光扫描技术对高速公路高边坡进行自动化变形监测,能够获取边坡从局部到整体变形信息,提前预知边坡发展状况,对边坡的失稳破坏做出预警。可见,将三维激光扫描技术应用于高边坡的变形监测具有显著地优越性、可行性和应用价值。     

基于三维激光扫描技术的边坡表面变形监测

为克服传统边坡监测方法中监测点数少的弊端,基于三维激光扫描技术展开的张承高速某边坡表面位移监测,建立了点与面结合的监测系统;同时利用扫描点云生成的网格及等高线,可获取整个边坡的三维模型及位移云图,进而进行整体位移场的动态分析和特征点的重点监测。试验结果表明,三维激光扫描技术应用于大规模边坡位移长期、高精度监测,突破了传统方法中点对点监测的限制。相比于传统边坡监测方法,三维激光扫描技术具有大范围、高精度、高效率和高速等特点,可以获取三维空间内边坡的详细信息,尤其对区域性预警拥有独特的优势。     

三维激光扫描技术在建筑物变形监测的应用

为了解决复杂的或高大的建筑物结构变形监测问题,采用了地面三维激光扫描技术,研究了三维激光扫描的单点定位精度,数据采集方法和相关的数据处理方法,提出了利用建筑物特征线是否变形来判定建筑物变形的思路。实验结果表明:该方法操作方便,计算结果可靠,能满足精度要求,具有工程实用价值。     

三维激光扫描测量技术在变形监测中的应用

三维激光扫描设备能够做到非接触测量,对被测对象实施扫描后,能够迅速衔接云点数据,收集被测点的形变信息。与此同时,该技术能够对基坑与四周建筑的形变趋势做到跟踪记录,利于相关技术人员了解基坑与建筑的形变问题,从而及时采取管控措施。该文结合某实际基坑监测工程,采用三维激光扫描设备,提出一种基于三维激光扫描测量技术的基坑形变监测方案,并详细分析方案应用过程。希望三维激光扫描技术能够在基坑变形监测中发挥出最好的效果。     

三维激光扫描技术在滑坡变形监测中的应用

为了能够捕捉滑坡体变形的细节变化,借助三维激光扫描技术对平朔公司东露天矿东北帮进行了三维测绘,采用最小二乘曲面拟合法对原始点云数据进行去噪处理,将Kriging插值法与曲面拟合法结合对预处理后的点云数据进行插值研究为滑坡体处理方案提供了一定的参考价值。     

基于地面三维激光扫描技术的油气地面工程改扩建测量

阐述了采用地面三维激光扫描技术对被测物体进行扫描的两种扫描方式及作业方法，根据油气地面工程改扩建的特殊性，在油气站场现状测量时采用第一种方式即在控制点上架设扫描仪和标靶的方式进行扫描，这样做的目的是减少了拼接误差对扫描结果的影响，同时提出了该种方式在作业时应注意的几点事项。     

地面三维激光扫描建模精度研究

历史建筑三维模型重建是当前研究的一个热点.以某优秀历史建筑为例,分别对其进行全站仪CAD建模与地面三维激光扫描建模.首先阐述了两种建模方式的流程,并对不同建模方法进行对比分析,指出两者各自的优缺点;然后通过对两种建模方法得到模型的点位误差、几何体误差、整体模型中误差等不同方面进行分析研究,探讨地面激光扫描仪应用于大型建筑建模中能达到的精度,以及适应的场合.试验结果表明,相对于CAD建模方法,扫描建模方法具有快速、高效,模型精度较高等优点,并保留了建筑物细部特征,但其后期数据处理自动化程度不高.     

基于三维激光扫描的校园建筑三维建模

本文主要研究地面三维激光扫描仪如何高效准确的采集有用的点云数据,提出一套行之有效的快速三维建模方法,并介绍了目前该技术存在的优势,为以后相关项目开展提供指导和借鉴。     

地面激光扫描系统在矿区构筑物变形监测中的应用研究

阐述了三维激光扫描技术的优势和发展现状,通过分析矿区构筑物变形监测的特点,提出三维激光扫描仪、全站仪和GPS协同作业的监测方案,并具体介绍了三维数据的处理过程.以矿区栈道的支撑结构为待测目标,对监测方案的可行性进行了测试.分析得出三维激光扫描仪在近距离和高分辨率扫描观测上有一定的优势,可用于矿区构筑物变形监测.     

三维激光扫描技术在隧道变形监测及检测中的应用

为保证隧道的安全施工及运营,及时掌握隧道变形情况尤为重要.针对传统隧道监控量测方法中存在的测量效率低、精度有限以及需布置监控量测点等问题,引入三维激光扫描技术采集隧道全断面三维数据,通过色谱分析法对整体变形进行定性分析,更加直观、自动化地获取各部位变形情况,同时自动处理算法对重点区域进行平面特征拟合获取其形心坐标,通过分析形心位置变化情况定量获取隧道内部变形情况,且变形量测精度达到相关规程要求,同时通过与隧道设计BIM(building information modeling)模型的对比,快速检测施工质量及偏差,研究成果具有重要理论意义及实际价值.     

三维激光扫描技术在高速公路现役隧道变形监测上的应用

该文分析了现有隧道变形监测方法存在的问题与不足,设计了将三维激光扫描技术应用于现役高速公路隧道检测的数据采集方案,实现了隧道内测控条件下的激光扫描快速作业与多测站点云高精度拼接方法。探索出一套从三维激光扫描点云中提取横/纵断面、与隧道断面设计对比、多期点云数据全断面变形检测的数据处理与分析方法,并在此基础上实现了病害与变形的关联检查分析。     

基于地面三维激光扫描技术的复杂外型建筑物空间信息获取

地面三维激光扫描技术因其非接触式高精度海量地获取目标物的三维坐标点云数据,为复杂外型建筑物空间信息获取提供了新方法。本文详细阐述利用地面三维激光扫描技术进行复杂外型建筑物空间信息获取的外业与内业流程及其关键技术。     

基于地面三维激光扫描技术的公路路线设计参数提取

将三维激光扫描仪应用于公路测量,通过控制点云采集的参数来优化点云密度分布,采用基于四元数的ICP算法进行配准,提高配准精度。运用局部点离群算法完成点云去噪,得到高质量的公路路面点云,为后续设计参数的提取工作提供了可靠的数据源。最后运用点云边界点识别算法准确提取了公路边界线,并进一步生成了公路中心线及各项路线设计参数。实验表明结果完全满足后续施工设计的需要。     

基于地面激光扫描技术的建筑物建模研究

三维激光扫描技术在建筑物建模领域发展迅速。以现代建筑为例,从三维数据获取、数据处理、模型建立等方法进行论述,采用七参数模型进行点云拼接,并对拼接后的点云进行去噪和抽稀处理,分析研究2种不同建模方法的特点,一种是三角网格法,另一种是参数化建模方法。最终采用参数化建模方法完成了大型建筑物的建模。实验表明,在建筑物建模中,参数化建模方法更为适用。     

移动式三维激光扫描系统在桥面全息变形监测的应用研究

传统的桥梁变形监测通常依据数个独立点的变形观测数据,尚未全面把握桥梁各部分的变形状况,本文提出利用移动式三维激光扫描系统进行桥面全息变形监测的方法.以主跨400m的上承式钢桁拱桥为背景,运用该系统进行了长达半年的桥面几何形态数据采集,综合考虑桥面铺装局部破损及桥面板结构连续性的特点对桥面原始扫描数据进行去噪处理;依据去噪后点云数据的邻域点集获取桥面的拟合空间曲面;以两端桥台路面为匹配基准面,对各次拟合桥面空间曲面进行叠差分析获取桥面全息变形数据;与精密水准仪测量结果和有限元仿真分析结果的比较表明,利用移动式三维激光扫描系统和本文的数据分析处理方法获得的桥面全息变形具有较好的精度和可靠性,并较传统的桥面线形检测显著降低了对运营交通的不利影响,有较好的工程应用前景.     

相位式地面三维激光扫描仪变形监测试验研究

由于测距原理不同,相位式地面三维激光扫描仪相较于脉冲式具有测量精度高、测程短的特点。文中以Z+F IMAGER 5010C相位式地面三维激光扫描仪为试验对象,从距离入手,对其内、外符合精度进行了计算分析,并研究了此扫描仪用于变形监测的适用条件。结果表明:Z+F IMAGER 5010C扫描仪的测量精度随着距离的增加而降低;内符合精度要优于外符合精度;内符合精度分析结果表明,在设置靶标用于扫描数据配准的作业方式下同时开展高程、水平方向的监测,扫描仪距离扫描对象控制在30 m之内,可进行三级变形监测;外符合精度分析结果表明,借助全站仪测量靶标中心点坐标用于扫描数据配准的作业方式下同时开展高程、水平方向的监测,扫描仪距离扫描对象的距离控制在20 m之内,亦可进行三级变形监测。     

三维激光扫描在地铁隧道变形监测中的开发应用

地铁隧道进行变形监测时多采用全站仪进行,虽然其监测精度较高,但需在被测处放置特定装置,测量工作量大、效率低。三维激光扫描仪能提供视场内、有效测程的一定采样密度的点云数据,并具有较高的测量精度和极高的数据采集效率,可以有效地避免传统变形监测数据的局部性和片面性,即以点代面的分析方法的局限性。针对运营地铁线路要长期进行隧道变形监测的需求,本文开发了三维激光扫描数据处理系统,功能主要包括点云去噪、配准、断面提取和拟合。通过导入三维激光扫描仪采集的隧道点云数据可以生成不同里程隧道断面图和变化分析图,从而实现三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用。     

基于三维激光扫描的桥梁转体过程 监测方法研究

转体施工是桥梁工程中一种重要的施工方式,尤其对于铁路沿线等跨障碍桥梁,但以传统监测作为基础数据的方法存在精度低、测点不全面的问题。以某转体桥梁为项目依托,采用高精度相位式三维激光扫描技术,快速获取转体桥底部的丰富点云数据并采用曲面重构算法生成三维精确曲面,通过与转体目标高程偏差对比分析完成每个关键转体阶段整体质量评估;以及自动化提取桥底中线以及两侧边线的三条重要线形,并绘制该三条线形与转体目标高程偏差包络图,对桥梁高程允许偏差超过±20mm时采取降低或抬高超限端的必要措施,从而保障全施工过程的规范与安全。实验结果表明,利用激光点云作为桥梁转体全过程监测数据支撑,不仅提高了桥梁监测的前期基础数据的精度,而且能显示转体期间与转体目标位置偏差的三维直观分布情况,对于转体桥梁尤其是高难度、大跨度转体施工具有重要意义。