三维激光扫描仪是目前国际上最先进的获取物体三维点阵的设备。它可以将任何大型的、复杂的实体或实景的三维数据完整地采集到计算机中,进而快速建立目标的三维模型并提取线、面、体等各种制图数据,它所采集的三维激光点云数据经过处理还可应用在许多场合。

三维激光扫描技术改变了传统的单点数据采集方式,可以在很短时间内以很小的采样间隔,获取实体表面各点坐标,实现“实景复制”

优势:

1、高效率;

2、数据精细;

3、与近景摄影测量相比方便建立模型

缺点:

1、目前价格高。

多发滑坡崩塌事故的某露天矿的高陡边坡需要变形监测。采用三维激光扫描仪监测变形,

需要解决的难题是:

如何布设测站和控制标靶和目标球;如何统一各次扫描的坐标系统;如何提取变形信息;变形监测误差的估算;如何显示变形数据等。

变形监测方法

测站地点要选择在地面坚实、受变形影响小,且离变形体近(<150m)的地方;布设专用标牌;初始扫描并内业处理;按照观测要求,实施各期扫描并内业处理;

提交数据和结论:

由于点云数据极其密集,靠视力很难分辨一个点的变形情况,所以必须对变形体进行处理,以方便提取变形信息。

方法一:

在变形体表面安装多个涂色的球形标志,根据颜色和形状,可以从扫描点云中将球形标志分辨出来,用Cyclone软件建立球模型并输出球心坐标,通过比较各时段扫描数据中相同球心坐标变化来提取变形信息。

 

 

 

模型DTM让所有时段的变形体模型的坐标

方法二:

根据所有点云数据建立变形体的数字地面系统一致,直接分析所有模型的变形。对于滑坡监测,可以采用数字高程模型(DEM  根据DEM提取变形信息:由于不同时间段的DEM并不完全相同,为了比较相同水平坐标点的高程变化,需要以初始扫描时建立的DEM数据作为参考,将后面的DEM进行内插计算。以该坐标相邻点的高程加权平均值作为该点高程。最后比较相同点的高程变化来分析变形。

变形结果输出和显示:

提取出的地形变化可以用MatlabCAD下自主开发的软件来表示。也可以用表格、文本、断面图、曲线图、三维变形曲面图来表示。  

精度分析:

采用上述方法一来提取变形数据,由于模型表面精度为±2mm,可以满足变形监测要求。采用方法二,是将各个单点数据进行处理,取其平均值,则精度也要优于±6mm。参与计算的点越多精度越好。而用传统的全站仪来观测,其精度在厘米级。所以两者没有明显的精度区别。

 

 

 

实验结果:

实际量测地物表面尺寸,与扫描软件提供的尺寸比较。证明符合良好。

 

三维激光扫描系统应用案例2

创建时间:2021-11-28 10:38