三維激光掃描技術具有面式數(shù)據(jù)采集、無接觸、快速、精度高等優(yōu)勢，在建筑物形變監(jiān)測領域具有無法比擬的優(yōu)勢，下面就和大家一起來了解一下什么是形變監(jiān)測，然后介紹幾個三維掃描在建筑物形變監(jiān)測中的具體應用方案，希望對大家有所幫助。

一、形變監(jiān)測的概念

變形監(jiān)測是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進行持續(xù)觀測、對變形體變形形態(tài)進行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進行預測等的各項工作。通過不同時段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比分析，掌握對象體形變規(guī)律，能有效地避免因對象體形變而帶來地災害損失。

變形監(jiān)測的內容分內、外觀測，如對水利工程、建筑物主要觀測水平位移、垂直位移、滲透及裂縫觀測，這些內容稱為外部觀測。為了了解建筑物(如大壩)內部結構的情況，還應對混凝土應力、鋼筋應力、溫度等進行觀測，這些內容常稱為內部觀測。在進行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理時，特別是對變形原因做物理解釋時，必須將內、外觀測資料結合起來進行分析。

形變監(jiān)測通常用于裂縫監(jiān)測、基坑監(jiān)測、房屋變形監(jiān)測、邊坡監(jiān)測、地表沉降監(jiān)測、古城墻監(jiān)測以及碼頭、大壩、橋梁、隧道、地鐵監(jiān)測及形變課題研究等方向。

二、具體的應用方案

1、三維激光掃描技術在隧道變形監(jiān)測的應用

三維激光掃描技術有高效性， 三維可視化等優(yōu)點，可更好地為隧道變形監(jiān)測提供便捷。通過在土建完成后、運營前、運營后對隧道進行變形監(jiān)測，形成三維點云數(shù)據(jù)分析，從而判斷隧道結構的變形情況。

具體過程：（1）選擇合適的三維掃描儀對軌道進行掃描，得到相應的點云數(shù)據(jù)。

（2） 掃描結束后，首先將掃描得到的激光點云數(shù)據(jù)進行預處理，保留有效的數(shù)據(jù)。同時，檢查反射點的完整性，有無錯漏監(jiān)測點，保證數(shù)據(jù)完整，確保能建立高精度的三維立體數(shù)據(jù)分析模型。

（3） 數(shù)據(jù)的配備要求的矯正。將所收集好的激光點云數(shù)據(jù)都導入矯正系統(tǒng)中， 根據(jù)要求，將數(shù)據(jù)轉化成數(shù)據(jù)精度模式，并將矯正好的數(shù)據(jù)以報告的形式再進行精確分析，保證數(shù)據(jù)滿足精度要求，準確無誤。

（4） 數(shù)據(jù)最終分析。采取對照法進行，首先將既有的數(shù)據(jù)構建成一個模式數(shù)據(jù)圖，再將監(jiān)測后的所得到的實際數(shù)據(jù)構建成一個具體的模型數(shù)據(jù)分析圖，通過數(shù)據(jù)的對比，將兩者的差異現(xiàn)象進行分析比對，以此來判斷隧道的變形情況。

三維激光掃描技術突破了傳統(tǒng)的點式數(shù)據(jù)采集模式，具有獲取數(shù)據(jù)速度快、無接觸、高密度等特點。應用該技術開展形變監(jiān)測工作，可大范圍高密度獲取變形體表面三維數(shù)據(jù)，判斷出形變區(qū)、形變趨勢及量值。尤其在高陡山區(qū)、臨界威脅大的變形體，對布點困難區(qū)進行有效監(jiān)測，及時獲取變形值，在確保作業(yè)人員安全的同時能大幅提高監(jiān)測效率。

2、三維激光掃描儀在邊坡形變監(jiān)測中的應用

鐵路建設和運營中邊坡形變監(jiān)測尤為重要。以往的形變監(jiān)測多是單點測量，受限于監(jiān)測點個數(shù)，并不能真實反映邊坡的整體形變情況，并且礙于危險一些區(qū)域也無法進行觀測。隨著軟硬件的不斷升級，一些新的對地觀測手段如遙感技術、三維激光掃描儀等不斷應用于形變監(jiān)測。

研究表明，三維激光掃描儀能夠對大規(guī)模的形變進行監(jiān)測, 比傳統(tǒng)測量方法更優(yōu)越。利用點云數(shù)據(jù)構建數(shù)字高程模型進行形變研究，克服了點云數(shù)據(jù)單點精度低的問題; 對隧道點云數(shù)據(jù)進行擬合構建隧道橫斷面，將隧道形變問題轉換為空間平面參數(shù)變化問題; 利用反求拼接參數(shù)誤差模型及格網(wǎng)化方式對點云數(shù)據(jù)配準過程中的誤差進行消除，提高形變監(jiān)測精度; 將三維點云數(shù)據(jù)轉化成二維的反射值影像，利用尺度不變特征變換(SIFT)進行特征點匹配，比較2期點云數(shù)據(jù)的變化來檢測建筑模型的變化。

在邊坡形變監(jiān)測中，利用非接觸式的三維激光掃描儀對數(shù)據(jù)進行獲取，能夠在保障人身安全的同時對實驗區(qū)域內的全部場景進行      有效的形變量解算，從而對可能存在滑坡的情況進行監(jiān)測、預警、預報。

三、三維掃描在道路形變監(jiān)測的應用

在道路工程測量中使用三維激光掃描技術不僅能夠將測量數(shù)據(jù)立體化，還能對測量區(qū)域進行空間描繪，讓測量數(shù)據(jù)更加精準。

對于公路等基礎設施，可對路面狀態(tài)進行分析：如路面橫斷線、路面腐蝕點定位等，通過相關軟件對路邊緣線進行自動提取。

綜上所述，三維激光掃描技術形變監(jiān)測中受到了越來越廣泛的應用，不僅大大節(jié)省了人力，提高了測量效率，更提高了測量工程的準確度和精確度，對我國的施工與發(fā)展有著極大的推動作用。

技術的應用是相通的，除此之外，三維掃描在建筑、災害分析、容積計算、城市市政建筑工程等方面均同樣適用。當然，每一項對應的具體實施方案是有所不同的，具體實施方案還需要根據(jù)實際情況進行出具。

滬敖3D是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術型企業(yè)，擁有豐富的三維項目經(jīng)驗，公司以行業(yè)應用為出發(fā)點，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應用服務。

滬敖3D擁有結構光拍照式三維掃描儀、手持三維掃描儀（大小空間）、地面三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影測量、3D打印等多種技術手段，從幾厘米到幾百米的物體或三維空間，從幾個微米到幾個厘米的精度，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和項目服務的完整解決方案。

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