基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑物變形監(jiān)測研究與應用.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)是國際上近期發(fā)展的一項高新技術(shù)，又被稱做實景復制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它無需接觸掃描文物表面，突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。該技術(shù)作為獲取空間數(shù)據(jù)的有效手段，已越來越被人們所重視，其精確、快速、操作便捷等優(yōu)勢應用在眾多領(lǐng)域，在工業(yè)測量系統(tǒng)、文物修復、大型建筑物形變測量等方向發(fā)揮著重要的作用。
　　本文主要闡述三維激光掃描技術(shù),作為一種全新的計算機應用技術(shù),它具有許

2、多新的特性及功能,將該技術(shù)引入到變形監(jiān)測領(lǐng)域,并探索其在該領(lǐng)域內(nèi)的應用方法及理論,具有十分積極的現(xiàn)實意義。此外就目前的發(fā)展狀況以及國內(nèi)外現(xiàn)狀作出說明，指出研究該技術(shù)的重要性。另對本實驗所采用的Z+F三維激光掃描儀工作原理、點云數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理給予仔細闡述。目前隨著三維激光掃描技術(shù)的成熟，已經(jīng)可以反映所要掃描古建筑物的整體面貌，在變形監(jiān)測單點定位方面進行沉降分析，根據(jù)數(shù)次的掃描數(shù)據(jù)并利用開源軟件CloudCompare對比出圖，我們給出了被監(jiān)

3、測建筑物對象的暴鼓、變形、沉降位移的變形情況，并基于最小二乘配置算法預測變形趨勢，方便相關(guān)文物部門進行后期遺址處理。由此可見三維激光掃描技術(shù)在古建筑文物變形監(jiān)測中具有廣闊的應用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了利用Z+F三維激光掃描儀來獲取大量原始三維點云數(shù)據(jù)，并將所獲得的點云數(shù)據(jù)經(jīng)過Geomagic、Recap、Meshlab等不同軟件處理，轉(zhuǎn)化成適合于本文的二進制ply文件格式。⑵研究了海龍屯掃描任務(wù)中點云數(shù)據(jù)處理的內(nèi)業(yè)

4、操作問題，針對前后多期的掃描數(shù)據(jù)，利用開源軟件CloudCompare對不同期掃描得出的點云三維面片進行變形分析處理，利用八叉樹快速檢索數(shù)據(jù)對比得到暴鼓、沉降、水平位移變形值。⑶在海龍屯飛鳳關(guān)外業(yè)操作過程中，利用前期實地測繪獲取的海量三維點云數(shù)據(jù)，提出采用最小二乘配置法擬合并推估出第六期變形數(shù)據(jù)，配置問題從理論上解決過去認為未測點參數(shù)在平差中不可估的難題，計算觀測值和擬合值的協(xié)方差，并和實際采集的第六期各變形點數(shù)據(jù)比對，能夠較好吻合變形