三維激光掃描技術(shù)在橋梁變形中的應(yīng)用研究.pdf

1、三維激光掃描儀不間斷測點克服了傳統(tǒng)測量間斷測點的缺陷，其測量速度快，能夠獲取全景三維模型，表達細節(jié)能力強，受環(huán)境干擾小，被廣泛應(yīng)用于建筑建模、文物保護等領(lǐng)域，目前逐漸從建模向著變形監(jiān)測方面發(fā)展。三維激光掃描儀可獲取連續(xù)的點云數(shù)據(jù)，在進行變形分析時效果顯著。本論文運用三維激光掃描儀對橋梁變形進行探究，主要完成以下工作:
　　(1)由于變形監(jiān)測需要建立高精度的控制網(wǎng)，根據(jù)實際建立雙大地四邊形和大地四邊形+三角形兩種方案。通過現(xiàn)場實際G

2、PS觀測，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析，結(jié)果為大地四邊形+三角形方案精度高于雙大地四邊形，控制網(wǎng)相對邊長中誤差達到四等GPS控制網(wǎng)精度。
　　(2)三維激光掃描儀精度影響因素較多:分辨率、掃描距離。首先進行掃描儀分辨率探究。對三種分辨率進行研究:0.0384°（垂）×0.0128°（水）;0.0192°×0.0192°;0.0192°×0.0096°，掃描時間分別為9、13、26min，分辨率越大時間越長。數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)隨著分辨率增大，點云

3、間隔減小、數(shù)量增多，掃描效果提高，但是實際中應(yīng)根據(jù)需要進行選擇，本論文試驗選擇分辨率0.0192°×0.0192°進行掃描。接著對布設(shè)的監(jiān)測點測距分析。在同一測站，設(shè)置13min分辨率掃描三次，提取不同距離下三維激光掃描儀獲取的監(jiān)測點坐標(biāo)，計算點位中誤差，得到距離與中誤差之間存在二次多項關(guān)系式。在40m范圍內(nèi)，點位中誤差低于12mm，達到四等變形監(jiān)測精度。
　　(3)三維激光掃描儀進行監(jiān)測產(chǎn)生多種誤差，數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的誤差主要有坐標(biāo)

4、轉(zhuǎn)換誤差及拼接誤差，根據(jù)誤差來源不同，提出更高精度的匹配模型及削弱措施。
　　(4)分析橋梁變形需有周期性，前后進行三期監(jiān)測。當(dāng)荷載作用，變形狀況較為復(fù)雜，主要分析豎向即Z值的變化。第一期與第二期由于荷載較為接近，結(jié)果也比較相近;第一期與第三期、第二期與第三期相比，明顯可以看出隨著荷載增大，變形量也加大。同樣橋墩變形也可以看出，荷載增大，變形值也增大。
　　本次試驗探究了三維激光掃描技術(shù)在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究，為三維激光