三維激光掃描應用於建築物變形監測?

名稱:三維激光掃描應用於建築物變形監測

執行:武漢海德斯路

要求:準確掌握建築物外牆面不同時間狀況

目的:通過掌握建築物外牆面不同時間狀況,精確知道建築物外牆面變形情況,從而準確掌握建築物安全情況。

所耗工時:外業1人掃描3小時,數據處理及成果提供:1人5小時

儀器:Trimble TX5

軟件:Trimble realworks Geomagic quality

工具/原料

Trimble TX5

Trimble realworks軟件

Geomagic quality軟件

一、項目背景

某城市一處建築物破損比較嚴重,有關部門希望能夠通過翻修重新利用該建築物,為此需要了解該建築物整體安全狀況,傳統的測量手段如全站儀、GPS 都是單點測量,通過測量物體不同時期的特徵點變化情況來判斷建築物變形情況,不能從整體反映,不能滿足要求,於是決定採用三維激光掃描技術來解決。

三維激光掃描技術是利用激光測距的原理,密集地記錄目標物體的表面三維座標、反射率和紋理信息,對整個空間進行的三維測量。三維激光掃描技術的最大特點就是非接觸、面測量,有效地解決了複雜糧倉的測量問題。掃描糧倉具有以下優勢:1. 數據獲取自動化,速度快(每秒百萬點);2. 數據獲取全面,點雲豐富,精度高(mm級);3. 數據是三維矢量,簡單直觀;4. 非接觸測量方式,保證作業安全。

二、原理

通過佈設在穩定區域內的基準點和方向點,把多期掃描的點雲數據分別進行拼接,最終統一座標系,然後以一期掃描點云為基準,分別與其他不同期點雲數據進行比對,從而得到建築物變形監測情況。

三、流程

內外業工作流程,如下圖所示:

三維激光掃描應用於建築物變形監測

四、解決的問題及帶來的價值

常規利用全站儀、水準儀、GNSS進行建築物變形監測帶有局部性和片面性,效率也不高;三維掃描數據採集效率較高,且採樣點數要多很多,形成了一個基於三維數據點的三維物體點雲模型,根據點雲模型通過單點和整體數據比對,不僅可以對建築物進行傳統的監測,同時還可以對建築物進行整體監測。

圖3-1海德斯路現場作業圖片

三維激光掃描應用於建築物變形監測

圖3-2海德斯路分析不同期數據比較(局部截圖)

三維激光掃描應用於建築物變形監測

注意事項

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