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基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究
| 论文题名： | 基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究 |
| 关键词： | 三维激光扫描;桥面变形检测;数据采集;可行性 |
| 摘要： | 17世纪初，望远镜的发明和应用对测量技术的发展起了很大的促进作用。1903年飞机的发明，促进了航空摄影测量技术的发展。1964年GPS投入使用，带来了测绘领域的一次技术革命。三维激光扫描技术是近十多年才发展起来的一项新兴测绘技术，已被誉为“继GPS技术之后，测绘领域又一次技术革命”。该技术能够高精度、快速、无接触获取实物点云数据，重建扫描实物的空间三维模型，是获取空间数据最有效率的手段。 引入新兴技术往往能对行业发展起到促进作用。本文阐述了三维激光扫描技术的国内外研究与应用现状;分析了三维激光扫描技术的原理和误差理论;对比分析了三维激光扫描技术与传统测量方法的不同和优势。结合目前研究三维激光扫描技术应用于桥梁变形检测案例较少的实际情况和“桥梁面相学”，本文进行基于三维激光扫描技术的桥梁变形检测应用研究。 桥梁变形检测是运营期间维护桥梁正常使用必不可少的措施。传统的桥梁变形检测一般采用全站仪、水准仪等，相关的应用思路、方法和理论都已成熟，形成了相应的技术理论体系和行业规范标准。三维激光扫描技术作为一项新兴技术，具有具有独特的优势和功能，但将其广泛用于桥梁变形检测还有很长的路要走。主要表现为，关于三维激光扫描技术的研究大都集中在桥面扫描数据用于桥梁快速建筑建模，很少用于桥面变形检测分析，此外在精度方面的理论和试验研究也较少。本文通过理论研究和现场模拟试验，重点研究三维激光扫描技术用于桥梁桥面垂直变形检测的可行性。 本文从应用角度入手，研究三维激光扫描的基本原理与方法，详细介绍了外业点云数据采集流程和内业点云数据处理流程。利用徕卡公司提供的Nova MS50三维激光扫描仪，完成桥面点云数据采集工作。进行了三种模拟变形量点云数据采集，及初始状态点云数据和实验完成后状态点云数据，总共获得五组试验数据。点云数据分析采用美国Geomagic公司出品的逆向工程校核软件Geomagic Qualify完成，两两对比试验数据，得到两组数据之间的模拟变形量值，并与理论值进行对比，发现三维激光扫描数据处理结果与理论值比较接近，说明将三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的可行性。 实验结果表明，高精度三维激光扫描仪在桥面平扫（天顶距85°～95°）工况下，能够反映出3mm以上的竖向挠度变形。这一精度基本可用于柔性桥梁的挠度观测，以及部分大跨径梁桥的荷载试验条件下的挠度观测。三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的应用前景，对三维激光扫描技术用于生产实践具有一定参考价值和现实意义。 |
| 作者： | 王勋 |
| 专业： | 测绘科学与技术；大地测量学与测量工程 |
| 导师： | 冯晓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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