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

1、作為測繪領(lǐng)域的又一項科技創(chuàng)新成果，三維激光掃描技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢受到了國內(nèi)外學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物的三維坐標信息，在眾多領(lǐng)域擁有深遠的發(fā)展前景。因此，研究該技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測中的應用，具有很高的工程價值和理論意義。
　　本文詳細介紹了三維激光掃描技術(shù)的工作原理和兩種點云預處理算法；歸納了該技術(shù)的特點和目前主要的應用領(lǐng)域；詳細研究了該技術(shù)的精度及其在變形監(jiān)測領(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)測方法，并將其應用于工程實例中，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)測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。三維激光掃描技術(shù)在變形監(jiān)測方面雖然得到了一定的應用，但還沒有形成系統(tǒng)，并沒有將其優(yōu)勢完全展現(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)。該掃描儀的測距原理為相位法，在10m和25m處的測距精

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現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的高精度拼接和絕對定向。
　　3、設計了基于TSP定位系統(tǒng)的掃描儀精度檢核試驗，發(fā)現(xiàn)FARO X330三維激光掃描儀的測距精度基本符合其標稱精度。對掃描儀的點位精度進行了分析，發(fā)現(xiàn)其點位精度受測距精度、測角精度及豎直角的影響，并借助精度檢核結(jié)果對25m處的點位精度進行了計算。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、針對變形監(jiān)測，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進行控制點三維坐標的測量，使掃描儀能夠獨立地完成變形監(jiān)測工作；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)兩期點云的高精度配準。設計了模擬變形試驗，對異地控制法和 TSP控制法的精度進行了研究，結(jié)果表明：單次拼接對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)測精度比較高，但受全站儀的精度影響比較大。