三维激光扫描技术又被称为实景复制技术。它是利用激光测距的原理,记录被测物体表面大量密集点的三维坐标、反射率和纹理等信息。结合计算机视觉与图像处理技术,将其扫描结果直接显示为点云(pointcloud:无数的点以测量的规则在计算机里呈现物体的结果),可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉。因此,三维扫描技术在测绘领域被誉为“继GPS技术之后的一次技术革命”。
作为测绘领域里的高新技术,三维激光扫描技术已经广泛应用于文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域。地铁集团引进这项技术,目的是为了更好地了解隧道的现状信息,判断隧道的健康状况,从而确保地铁隧道的安全运营。
图1 徕卡 ScanStation P40新一代超高速三维激光扫描仪
三维激光扫描的应用有以下特点:
1.隧道扫描结果可以记录隧道的真实状态,直观地展现隧道三维情况,通过多种视角的呈现,给人身临其境的感觉。
图2 深圳地铁1号线某区段扫描结果整体视角图
图3 深圳地铁1号线某区段扫描结果内部视角图
2.可以记录隧道的缺陷信息,并可以进行量化,如标注渗水区域或破损区域的面积等等。
3.通过扫描隧道结构获得的点云信息,与隧道设计值进行比较,可以得知隧道结构与设计图纸的偏差。通过对比不同时期的两次隧道扫描结果,也可以得知隧道结构在此期间的变形情况。
图4 隧道结构的变形情况
图5 隧道净空水平最大宽度实测曲线图
4.利用三维点云图可以直观展示隧道监测点的变形数据——利用三维点云图作为数据载体,可直观显示各个监测点的变形数据。
图6 各个监测点的变形数据
5.三维点云数据可发布为IE浏览器格式,即使没有专业软件,也可以进行信息查询。
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