三维激光扫描技术在钢结构厂房变形监测中的应用研究

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2、马大喜教授二〇—、五年十二月．，：分类号密级：ＵＤＣ：学号：方痛辨ｋ掌＂硕±学位论文Ｈ维激光妇描技术在钢结构厂房变形监测中的应用研究ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆ３Ｄｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｉｎｇｙｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｔｅｅｌｗｏｒｋｓｈｏｐ学位类别：全Ｈ制专业硕七作巧姓名：烏笔清学科、专业：测绘Ｘ程母ｆ究方向：Ｘ程测量及三维激光村描指导教师：马大甚教授２０１日年１２月３１ｎ学位论文

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5、情况下变形较为复杂，特别是大型钢结构建筑（面积大、结构多样），为了减少外业工作量且快速准确获取变形信息，传统的单点式监测显然达不到目的，三维激光扫描技术为此带来了可能。因此，本文针对钢结构厂房变形监测，应用三维激光扫描技术展开研究，主要内容如下：（1）以FAROFocus3DX330激光扫描仪为实验平台，在分析影响三维激光扫描测量的各种因素的基础上，从扫描距离、扫描分辨率等不同的误差源设计实验评价其对FAROFocus3DX330扫描仪的精度影响。（2）由于地面三维激光扫描仪视场范围的限制和大型钢结构建筑物的面积大等原因，利用三维激光扫描技术对建筑物进行扫描时，需要进

6、行多站扫描，这必将涉及到多站点云的拼接，而多站点云的拼接必然带来误差传递，造成误差不断积累。本文根据点云拼接原理，对点云拼接误差传播给出相应的计算步骤，推导点云拼接误差传播模型，通过设计合理的三维激光扫描路线来减小点云拼接误差。（3）设计了采用FAROFocus3DX330激光扫描仪对钢结构厂房进行变形监测的方案，对点云数据获取步骤进行了阐述；通过编程并结合FAROSCENE三维激光扫描数据处理软件实现了钢结构厂房的点云去噪、本地坐标转换以及点云拼接。基于点云切片，提出一种基于中轴线上节点坐标偏移的方法提取钢结构建筑物变形信息，通过倾斜率和偏移方向反映了钢结构厂房的变

7、形情况；另外，基于NURBS曲面建模，通过逆向工程软件Geomagic对钢结构厂房支撑柱进行建模分析，用不同的颜色值表示不同区域的变形情况，获得钢结构厂房支撑柱的整体变形信息。关键词：三维激光扫描技术；钢结构厂房；点云拼接；点云切片；变形分析IAbstractAbstractForlargesteelconstruction,duetothesteelhasgoodductility,thedeformationisrelativelycomplexwhenthesteelconstructionisinforce,single-pointmonit