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三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究
| 论文题名： | 三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究 |
| 关键词： | 三维激光扫描仪;桥梁变形;监测方法 |
| 摘要： | 三维激光扫描仪不间断测点克服了传统测量间断测点的缺陷，其测量速度快，能够获取全景三维模型，表达细节能力强，受环境干扰小，被广泛应用于建筑建模、文物保护等领域，目前逐渐从建模向着变形监测方面发展。三维激光扫描仪可获取连续的点云数据，在进行变形分析时效果显著。本论文运用三维激光扫描仪对桥梁变形进行探究，主要完成以下工作: (1)由于变形监测需要建立高精度的控制网，根据实际建立双大地四边形和大地四边形+三角形两种方案。通过现场实际GPS观测，内业数据处理结果分析，结果为大地四边形+三角形方案精度高于双大地四边形，控制网相对边长中误差达到四等GPS控制网精度。 (2)三维激光扫描仪精度影响因素较多:分辨率、扫描距离。首先进行扫描仪分辨率探究。对三种分辨率进行研究:0.0384°（垂）×0.0128°（水）;0.0192°×0.0192°;0.0192°×0.0096°，扫描时间分别为9、13、26min，分辨率越大时间越长。数据处理发现随着分辨率增大，点云间隔减小、数量增多，扫描效果提高，但是实际中应根据需要进行选择，本论文试验选择分辨率0.0192°×0.0192°进行扫描。接着对布设的监测点测距分析。在同一测站，设置13min分辨率扫描三次，提取不同距离下三维激光扫描仪获取的监测点坐标，计算点位中误差，得到距离与中误差之间存在二次多项关系式。在40m范围内，点位中误差低于12mm，达到四等变形监测精度。 (3)三维激光扫描仪进行监测产生多种误差，数据处理产生的误差主要有坐标转换误差及拼接误差，根据误差来源不同，提出更高精度的匹配模型及削弱措施。 (4)分析桥梁变形需有周期性，前后进行三期监测。当荷载作用，变形状况较为复杂，主要分析竖向即Z值的变化。第一期与第二期由于荷载较为接近，结果也比较相近;第一期与第三期、第二期与第三期相比，明显可以看出随着荷载增大，变形量也加大。同样桥墩变形也可以看出，荷载增大，变形值也增大。 本次试验探究了三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用研究，为三维激光扫描仪今后在桥梁变形监测方面提供参考和借鉴。 |
| 作者： | 马勇 |
| 专业： | 交通测绘信息技术 |
| 导师： | 李仲勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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