三維激光掃描技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、作為測(cè)繪領(lǐng)域的又一項(xiàng)科技創(chuàng)新成果，三維激光掃描技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到了國內(nèi)外學(xué)者及工程人員的廣泛關(guān)注。該技術(shù)能夠高精度、高密度、高速率及無接觸地獲取目標(biāo)物的三維坐標(biāo)信息，在眾多領(lǐng)域擁有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。因此，研究該技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，具有很高的工程價(jià)值和理論意義。
　　本文詳細(xì)介紹了三維激光掃描技術(shù)的工作原理和兩種點(diǎn)云預(yù)處理算法；歸納了該技術(shù)的特點(diǎn)和目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域；詳細(xì)研究了該技術(shù)的精度及其在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)

2、狀，提出了基于三維激光掃描技術(shù)的新的監(jiān)測(cè)方法，并將其應(yīng)用于工程實(shí)例中，主要的研究內(nèi)容及成果如下：
　　1、闡述了三維激光掃描技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，并著重分析了該技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。三維激光掃描技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)方面雖然得到了一定的應(yīng)用，但還沒有形成系統(tǒng)，并沒有將其優(yōu)勢(shì)完全展現(xiàn)出來。
　　2、介紹了本文所采用的FARO X330三維激光掃描儀及其配套的TSP定位系統(tǒng)。該掃描儀的測(cè)距原理為相位法，在10m和25m處的測(cè)距精

3、度為±2mm；TSP定位系統(tǒng)能夠結(jié)合高精度的全站儀快速實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高精度拼接和絕對(duì)定向。
　　3、設(shè)計(jì)了基于TSP定位系統(tǒng)的掃描儀精度檢核試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)FARO X330三維激光掃描儀的測(cè)距精度基本符合其標(biāo)稱精度。對(duì)掃描儀的點(diǎn)位精度進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其點(diǎn)位精度受測(cè)距精度、測(cè)角精度及豎直角的影響，并借助精度檢核結(jié)果對(duì)25m處的點(diǎn)位精度進(jìn)行了計(jì)算。分析了三維激光掃描儀的誤差來源，并提出了幾種降低誤差的措施。
　　4、針對(duì)變形監(jiān)測(cè)，提

4、出了基于三維激光掃描技術(shù)的異地控制法和TSP控制法。其中，異地控制法不需借助全站儀或 GPS進(jìn)行控制點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量，使掃描儀能夠獨(dú)立地完成變形監(jiān)測(cè)工作；TSP控制法充分利用了掃描儀內(nèi)部的傾角儀傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)兩期點(diǎn)云的高精度配準(zhǔn)。設(shè)計(jì)了模擬變形試驗(yàn)，對(duì)異地控制法和 TSP控制法的精度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：單次拼接對(duì)異地控制法的精度影響為1~2mm，拼接次數(shù)越少，精度越高；TSP控制法的監(jiān)測(cè)精度比較高，但受全站儀的精度影響比較大。