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      三維激光掃描技術建構物變形監測中的應用研究

      發布時間:2012年09月06日 點擊數: 字號:
      研究起止日期:   成果水平:  
      成果第一完成單位:   項目負責人:  
      成果主要完成人員名單:   成果驗收日期:  
      成果體現形式:   研究形式:  
      知識產權形式:   應用情況:  
      知識產權內容:  
      第一完成單位情況:  
      轉讓意向與范圍:   推廣形式:  
      成果簡介
        

      重慶是山地城市,高樓林立、河流縱橫,被譽為橋梁之都,它們的安全運營、使用直接關系到人民的安全。我院長期從事對重慶市的大橋、高層建筑、邊坡擋墻的變形監測工作,如何提高變形監測效率,降低安全隱患,避免監測目標的損傷,減少交通阻斷對市民出行的影響,是我院面臨的主要難題。

      傳統的變形監測一直沿用經緯儀、水準儀,受天氣影響大、耗時多;建筑區或森林遮擋GPS衛星信號的接收而受限制;傳感測量技術一次性投入成本較高,線路老化后維護困難。

      三維激光掃描技術掃描數度快、點云信息量豐富、無接觸掃描等特點而被廣泛應用于機載激光測圖、城市三維影像模型建立、礦山、文物保護、考古、施工檢測、地質災害監測方面。但在高層建構筑物變形監測領域的應用國內外為見相關報道,將三維激光掃描技術引入到高層建構筑物變形監測領域,具有極大的現實意義。

      我院于200912月向住房和城鄉建設部科技司申報了"三維激光掃描技術在高層建構筑物變形監測中的應用研究"科研課題,20105月得到了批準,于201012月完成了項目結題驗收。

      二、技術原理及性能指標;

      三維激光掃描技術的原理如圖1,激光掃描儀發射激光束,通過測量每個激光脈沖從發出到返回所經過的時間或相位差,計算出激光掃描儀到物體掃描點之間的距離值S和反射強度I ,α 、θ和 S被用來計算激光打在被測物體上的掃描點的三維坐標。通過本課題試驗得知:得出在50內,掃描精度能滿足一級變形監測的精度要求,在150內能滿足二級變形監測的精度要求,220內能滿足三級變形監測的精度要求;不同材質對三維激光掃描測量精度有所影響;100內,三維激光掃描系統定向誤差3.8mm。

      三、技術的創造性與先進性;

      該項研究驗證了三維激光掃描測量系統得精度指標,得出了該項技術應用于高層建構筑物變形監測的工藝流程,首次將該技術應用于大橋、高層建筑、橋墩的變形監測,提高效率50%以上,避免了對建筑物的損傷和監測過程中的安全隱患,大大減輕了作業人員的強度。

      四、技術的成熟程度,適用范圍和安全性;

      該技術工藝流程成熟,激光掃描精度還有待提高,適用于橋墩、塔柱、高層建構筑物、邊坡、危巖等有安全隱患的變形監測領域。

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