三维激光扫描技术在隧道横纵断面测量中的应用研究

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1、第26卷第3期北京建筑工程学院学报VO1．26NO．32010年9月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureSep．2010文章编号：1004—6011(2010)03—0021—04三维激光扫描技术在隧道横纵断面测量中的应用研究夏国芳，王晏民(北京建筑工程学院代表性建筑与古建筑数据库教育部工程研究中心，北京100044)摘要：为解决传统测量手段在隧道测量中遇到的空间小，变化大，断面获取不灵活等问题，现采用三维激光扫描测量技

2、术实现隧道横纵断面图的绘制．数据成果主要包括隧道横纵断面图及隧道走向图．研究结果表明，该方法由于其完整的隧道点云模型，可以准确地绘制横纵断面图，并且根据实际需要，可以灵活绘制横断面图．关键词：三维激光扫描；隧道；横断面；纵断面中图分类号：P215文献标志码：AApplicationResearchofThree-DimensionalLaserTechnologyintheTransectandVerticalSectionSurveyingofTunnelsXiaGuofang，WangYanmin

3、(EngineeringResearchCenterforTypicalBuildingandAncientBuildingDatabase，MinistryofEducation，BUCEA，Beijing100044)Abstract：Traditionalmethodsmaymeettheproblemssuchassmallspace，largechangesofelevationandlessflexiblyinplottingthetransectinverticalsectionsurv

4、ey．Inordertosolvetheseproblems，accordingtherealconditionofthetunnels，thethree—dimensionallaserscanningtechnologytoacquirethetransectandverticalsectionisusedinthepaper．Thedataresultsincludethetransectandverticalsectionaswellasthetunneltrendchart．Theresea

5、rchresultsshowthatthetransectandvertiealsectioncanbeplottedflexiblyandcorrectlybasedonintegratedtunnelpoint—cloudsmode1．Keywords：three-dimensionallaserscanning；tunnel；transect；verticalsection横纵断面绘制及相关计算广泛应用于工程和科点．随着测绘科学技术的快速发展，工程测量技术学研究之中．传统的线路纵断面测量采用水准

6、测量的发展也非常快，综合近几年的工程测量发展情况，和全站仪三角高程测量方法来实现，结构横断面测三维测绘技术在工程测量科技发展产生了较大的影量采用支距法，全站仪解析法，断面仪法来实现．在响．本文采用三维激光扫描测量技术来获取隧道线路中线上，一般直线段每6m、曲线段每5m测量的纵横断面桩号里程以及高程数据。测量过程简一个纵断面点¨．横断面测量的断面间距与纵断面单，只需完成激光扫描仪以及标靶球摆放，扫描仪摆点一致，纵断面点即为横断面位置．然而这种方法放无需进行对中校正过程；另外，该技术获取的是真存在一定的局

7、限性，具体表现为：空间狭小且高程变实隧道模型，配准后的隧道点云处于绝对坐标系下，化较大的情况下，测量的难度大；纵断面点数量有在内业处理中确定断面点位置及个数，灵活地绘制限，内业处理中，不能根据隧道实际情况增减断面隧道的横纵断面图．收稿日期：2010—07—25基金项目：北京市自然科学基金重点项目(KZ200910016001)作者简介：夏国芳(1985一)男，硕士研究生，研究方向：古建筑保护与仿真22』匕京建筑工程学院学报数据)经行配准．配准的Lj的是求出从测站坐标到1概念及原理参考坐标系下的坐标转换

8、参数，即移动矩阵和旋转矩阵尺．1．1概念设(，Y，z)为P点在测站坐标系下的坐标，隧道横断面是指对某一隧道做垂直于线路中线，Y，z：为P点在参考坐标系下的坐标，则P点在的竖直剖面．横断面图是以横坐标轴表示隧道断点这两个坐标系下的坐标满足如下关系式：之间的距离、纵坐标轴表示隧道断点的地面高程，单／L，，，、T，YP，zP位为in．R×(，Y，)+隧道纵断面是指沿某一隧道的线路中线作的竖直剖面，纵断面图是以横坐标轴表示隧道段水平长2技术路线度、纵坐标轴表示隧