基于 EP S2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究-论文.pdf

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1、2015年2月城市勘测Feb．2015第1期UrbanGeotechnicalInvestigation＆SurveyingNo．1文章编号：1672—8262(2015)0卜133—04中图分类号：P234．4文献标识码：A基于EPS2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究朱清海(重庆市勘测院，重庆400020)摘要：基于地面三维激光扫描新技术研究与运用，以科技促进发展为目的，通过对隧道测量内容、隧道地物要素分布特征的研究，结合三维激光扫描技术特点，提出了地面三维激光扫描技术在隧道测量中的作业方法及流程；基于EPS2008二次开发

2、技术研究隧道点云特征数据提取方法，实现了基于隧道底面模型的激光点云特征数据提取。关键词：三维地面激光扫描；点云；数据处理；隧道测量；EPS2008l引言2隧道测量内容及特征分析地面三维激光扫描技术主要是利用激光测距原理2．1测量内容介绍来获取目标数据，其激光扫描的点云数据包含三维坐轨道交通隧道测量主要包括横断面测量、纵断面标、颜色、反射率等信息，本文基于地面三维激光扫描测量及隧道平面图测量。横断面测量成果是分析轨道技术进行研究。地面三维激光扫描仪是一种非接触式交通横向限界安全的主要依据之一；纵断面测量成果主动测量系统，可进行大面积高密度空间三

3、维数据的是分析轨道纵向平整度及纵向限界的主要依据；平面采集，具有测量点位精度高、采集空间点的密度大、速图直观反映洞内要素的平面分布，也最为复杂，它不但度快等特点，且融合了激光反射强度和物体色彩等信需要反映隧道腰线平面位置、断面特征高程位置，同时息¨j。地面三维激光扫描仪以高密度、连续、自动获取还需要反映隧道内其他建构筑物位置。作为轨道交通的优势改变了传统测绘的单点采集模式，信息量得到通行的隧道，其轨道平整性、轨道限界条件是轨道交通了很大程度的增加，工作效率也得到了提高，拓展了测能否安全通行的基本要求，供水、供电、通讯、通风等设绘领域新技术的应

4、用。可以说地面三维激光影像扫描施是轨道交通运行的重要基础保障设施，它们的位置技术是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革分布合理性直接关系轨道交通的安全有效运行。新j，使得测绘数据的应用领域、使用方法的研究进入2．2洞内要素分布特征分析了新的发展阶段。隧道内要素受功能和空问限制，其分布均具有一隧道测量作为工程测量的一个重要组成部分，在定的规律，总体均为线状分布，在空间上呈现相对洞底公路、铁路、轨道交通、水利枢纽等工程项目中都有所等高分布的特性，在横向上距离洞体中线位置基本相涉及，均需要进行相关测量。目前应用较多的是采用同等特性。另外，同一设

5、计单位对同一隧道的设计也全站仪极坐标法逐点进行采集i贝4量，其测量密度、精度会保持相同的布设方案，从而降低施工难度，节约建设和效益始终不能很好地控制，密度高则精度高、速度成本，提高工程建设效率。比如，重庆某轨道交通隧道慢，密度低则精度差。对于一些高精度、高密度、危险中轨道面距离洞底最低面的高度均在0．2in～0．4in地段的测量显得无能为力。本文以轨道交通隧道测量之间，这为后续基于点云数据的特征地物提取创造了为例，采用RieglVZ-1000三维激光扫描仪进行数据条件。采集，从点云数据的获取、处理进行了论述，并基于EPS2008软件平台二次开

6、发技术研究提取隧道特征数据的处理流程、方法，开发特征数据提取功能模块，为3数据采集方案隧道工程测量服务。3．1控制方法的确定RieglVZ一1000三维激光扫描仪采集点云数据可收稿日期：2O14～05一晒作者简介：朱清海(1982～)，男，高级工程师，主要从事工程测量，三维激光扫描方面的研究。134城市勘删分别采用基于“测站点+后视点”的数据采集方法、基方面，提取洲底表面、提取洞体外部轮廓、基于洞底表于标靶的数据采集方法和基于点云数据自动拼接的数面和外部轮廓提取一定高度范围内的特征地物(如：轨据采集方法_9J。由于隧道测量区域特征地物较多，随

7、道，供水管)、基于洞体断面提取涮顶高程。其详细流机点云处理软件具有根据扫描公共特征点进行拼接的程如图1所示：功能，所以控制点主要以控制隧道整体精度为前提，主激光点云和数字影像的数据采集要将控制点布设在隧道的两端和支洞洞口，采用基于●点云数据自动拼接的数据采集方法进行数据采集，这激光点云的拼接及坐标转换‘样可以很大程度的减少控制点的布设。激光点西与数字影像的配准随机软件顼处理若隧道施工控制网保存较好，也可以采用隧道施{点云去噪、滤波工控制网作为扫描测量的控制依据，采用基于“测站点●+后视点”的数据采集方法进行数据采集，这样可以完点云数据格式转换

8、全节约控制点布设的成本。当施工控制网部分受到破-————————————上——————————————————————J坏时，则可综合使用以上两种方法进行数据采集。