Trimble 三维激光扫描仪在隧道修缮·对比监测中的应用及其解决方案

Trimble三维激光扫描仪在隧道修缮·对比监测中的应用及其解决方案
近年来，地铁以其高效、节能和稳定等优势，已逐渐成为大中城市的主要交通工具。

但地铁线路多分布在城市主要繁华区域，建筑和人群都较为密集，如不对地铁隧道的安全问题给以足够重视，势必成为整个城市交通系统的隐患。

因此，在地铁隧道的实时安全监测方面存在着巨大的技术需求；目前上海.延安东路隧道浦东至西方向进行大修缮。

采用以地面型激光扫描系统采集的三维点云为数据源，共分为4部分：狭长结构点云拼接、中轴线提取、基于邻域局部曲面拟合的断面截取和基于三次样条函数的形变曲线拟合，对地铁隧道的变形进行多次监测对比。

验证结果表明，三维激光扫描系统监测方法在数据拼接和断面截取方面均能达到工程应用的精度要求，能够快速准确的提取出隧道的形变信息；同时，对比于传统的数据采集方式，三维激光扫描技术在数据量、数据采集速度和人力要求等方面都具有比较明显的优势。

采用地面三维激光扫描技术测量隧道全断面变形,解决数据采集和数据处理两大方面的问题。

数据采集方面,为兼顾数据采集的精度与效率,通过几何分析方法对关键的扫描参数进行优化,给出测站间距和扫描分辨率的最佳取值。

讨论隧道内多个测站数据的拼接方法以及不同标靶布设方式对拼接精度的影响,建议采用全局拼接方案以减少误差。

数据处理方面,由于地面三维激光扫描的原始数据(称为"点云")不能直观地表示隧道的变形,因此提出基于点云
的隧道三维建模算法,使隧道变形可视化。

通过与全站仪的精度比较试验,验证地面三维激光扫描技术在隧道变形测量中的可靠性,利
用隧道三维建模算法得到的变形量与全站仪的测量结果相差在2mm以内。

其中涉及设备有天宝TX5及天宝TX8两款三维激光扫描系统，由于地面三维激光扫描技术能够高速度、高精度、高密度的获取物体表面的三维空间坐标，且无需接触被测物体，该技术已应用于隧道修缮·对比监测之中。

应用三维激光扫描技术获取的结果与传统的监测方法对比,研究表明：三维激光扫描仪应用于隧道等隐蔽地下工程的岩体工程的有效性,比传统监测方法获取空间信息真实可靠、快速高效,此技术在该方向的广泛应用具有很大的前景。

在国内的应用已经越来越广泛，而且我们可以大胆可以预计，它在国内的隧道监测工程上一定会有较好的发展前景！我们期待着海德斯路公司在这一领域能始终站在前列，并越走越远。

在此，海德斯路公司衷心预祝“上海隧道修缮”项目圆满成功！
关键词：上海隧道海德斯路隧道修缮天宝三维激光扫描仪点云数据隧道监测3D数字三维激光扫描系统
武汉海德斯路科技有限公司立足激光点云处理、应用技术，充分整合Trimble移动测量系统、Trimble三维激光扫描系统、手持扫描仪等点云数据获取软硬件技术，形成面向测绘地理信息、文化遗产、工业信息化、矿山信息化、容量计量、监测检测、建筑BIM、警用安防等多领域整体解决方案。

立志推动三维扫描技术的普及与应用，成为三维数据获取设备、整体应用解决方案的专业技术咨询及供应商。

主要产品：天宝FX大空间三维激光扫描仪，天宝TX8超高精度三维激光扫描仪,天宝TX5三维激光扫描系统，天宝V10影像流动站，天宝VX最完全测绘流程三维激光扫描仪，国产无人机，航测无人机，进口无人机，手持激光扫描仪。