基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究

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1、分类号P24单位代码10618密级公开学号2120101002硕士学位论文基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究研究生姓名：王勋导师姓名及职称：冯晓教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称测绘科学与技术论文提交日期2015年06月10日二级学科名称大地测量学与测量工程论文答辩日期2015年06月05日2015年06月05日ApplicationResearchontheBridgeDeckDeformationDetectionTechnologyBasedonthe3DLaserScanningADissertationSubmittedforthe

2、DegreeofMasterCandidate：WangXunSupervisor：Prof.FengXiaoChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性弄明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。；日期；＾年月日学位论文作者签名（２重庆交通大学学位论文

3、化权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向。国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权重、庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论丈全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发巧、信息网络传播等），同扣本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签指导教师签名：＾＾曰期：瓜歧年細月令曰期：广幷《月曰勺戸本人同意将本学位论

4、文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权１１ｉｊ〇学位论文作者签名：指导教师签名：日期口日期：巧反月日巧例知ｒ＾＾摘要17世纪初，望远镜的发明和应用对测量技术的发展起了很大的促进作用。1903年飞机的发明，促进了航空摄影测量技术的发展。1964年GPS投入使用，带来了测绘领域的一次技术革命。三维激光扫描技术是近十多年才发展起来的一项新兴测绘技术，已被誉为“继GPS技术之后，测绘领域又一次技术革命”。该技术能够高精度、快速、无接触获取实物点云数据，重建扫描实物的空

5、间三维模型，是获取空间数据最有效率的手段。引入新兴技术往往能对行业发展起到促进作用。本文阐述了三维激光扫描技术的国内外研究与应用现状；分析了三维激光扫描技术的原理和误差理论；对比分析了三维激光扫描技术与传统测量方法的不同和优势。结合目前研究三维激光扫描技术应用于桥梁变形检测案例较少的实际情况和“桥梁面相学”，本文进行基于三维激光扫描技术的桥梁变形检测应用研究。桥梁变形检测是运营期间维护桥梁正常使用必不可少的措施。传统的桥梁变形检测一般采用全站仪、水准仪等，相关的应用思路、方法和理论都已成熟，形成了相应的技术理论体系和行业规范标准。三维激光扫描技术作为一项新兴技术，具有具有独特

6、的优势和功能，但将其广泛用于桥梁变形检测还有很长的路要走。主要表现为，关于三维激光扫描技术的研究大都集中在桥面扫描数据用于桥梁快速建筑建模，很少用于桥面变形检测分析,此外在精度方面的理论和试验研究也较少。本文通过理论研究和现场模拟试验，重点研究三维激光扫描技术用于桥梁桥面垂直变形检测的可行性。本文从应用角度入手，研究三维激光扫描的基本原理与方法，详细介绍了外业点云数据采集流程和内业点云数据处理流程。利用徕卡公司提供的NovaMS50三维激光扫描仪，完成桥面点云数据采集工作。进行了三种模拟变形量点云数据采集，及初始状态点云数据和实验完成后状态点云数据,总共获得五组试验数据。点云

7、数据分析采用美国Geomagic公司出品的逆向工程校核软件GeomagicQualify完成，两两对比试验数据，得到两组数据之间的模拟变形量值，并与理论值进行对比，发现三维激光扫描数据处理结果与理论值比较接近，说明将三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的可行性。实验结果表明，高精度三维激光扫描仪在桥面平扫（天顶距85°~95°）工况下，能够反映出3mm以上的竖向挠度变形。这一精度基本可用于柔性桥梁的挠度观测，以及部分大跨径梁桥的荷载试验条件下的挠度观测。三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的应用