1、Word文檔 三維激光掃描在基坑監測中的應用 1 討論背景 目前自動化監測技術在基坑監測中已廣泛應用，不管是測量機器人還是高精度的傳感器亦或是系統的集成和數據庫的研發都取得了良好的效果。目前我單位在南京市新街口某深大基坑投入的自動化監測系統也始終正常運作，保證著基坑及周邊環境的平安。但實際應用發覺自動化監測需要布設監測點、埋設傳感器，工作量大，且監測點簡單破壞，無法保障數據的連續性。同時基坑自動化監測為點式數據的采集，分析時以點代面進行區域的變形分析，分析結果往往缺乏系統性和整體性。因此，為解決這方面的缺點，我們想到了三維激光掃描。作為測繪領域的又一次技術革命，三維激光掃描能夠以非接觸的方式快

2、速、精確、全面地獵取討論對象表面的高密度三維點云數據，為空間三維信息的獵取供應了全新的技術手段。它突破了傳統的單點接觸式的數據采集，同時提高了數據采集效率及變形分析完整性。在此背景下，我們以新街口該項目為例開展了三維激光掃描在基坑監測應用的討論。 2 三維激光掃描的特點 該項目基坑面積約21960m2，基坑周長約703m，基坑開挖深度22.8025.40m，基坑開挖影響范圍內有商場、地鐵車站、地下管線等重要建（構）筑物。依據現場狀況，結合監測的精度要求，我們三維激光掃描儀選用的法如FocusS350。該儀器具有高精度 CCD 攝像機，通過掃描能夠集成高精度點云與真 實顏色于一體。掃描儀作業時的

3、掃描速度最高可達 97 萬像素點每秒，而且能夠定義區域的數據，使儀器在更遠的距離以更高的辨別率采集目標。 3 三維激光掃描監測工作流程 依據基坑設計平面圖及現場的實際狀況，確定測站、標靶及監測點的分布。依據基坑空間尺寸測站采納自由架站，一共架設8站。監測點利用強制對中裝置，可以同時放置棱鏡及標靶。現場設置5個掌握點，掌握點設置標靶，標靶測量精度是三維點云精度的前提，我們利用 TM50 全 站 儀 ( 測 角 精 度 0. 5，測 距 精 度 0.6 mm+1 ppm) ，精確測定標靶的中心坐標，用于獵取三維點云的肯定坐標及高程。每兩站之間至少有 3個公共標靶可見，激光掃描時同步掃描標靶，用于數

4、據后處理時兩站之間的拼接。采納 Super High 辨別度對標靶進行局部掃描，用 Middle 辨別率進行基坑側壁掃描，單站掃描時間約 8min。掃描獲得的數據是帶有三維坐標的點云數據，將掃描數據導入法如SCENE后處理軟件，對點云過濾，刪除多余數據，降低點云密度，提高后續處理的效率。點云過濾后進行點云拼接，利用兩個標靶進行拼接，第三個標靶作為多余觀測，進行平差計算，提高拼接精度。本項目在基坑開挖、底板澆筑及支撐拆除過程中共分三次進行基坑三維激光掃描。 4 建議及展望 目前正在進行各期點云數據的拼接精度分析、三維建模及變形分析對比，在點云去噪、配準、拼接建模過程中，對三維激光掃描在基坑監測中

5、的應用有以下思索： （1）該項目基坑監測采納站式三維激光掃描儀，對于空間尺度較大的基坑需要搬站，后期處理需要拼接，高比例重疊產生大量冗余數據，對后續的工作帶來了巨大的工作量，同時也干擾了變形分析。 （2）對于空間尺度較大基坑多站拼接會影響到最終的監測精度，達不到預想的效果。掃描距離的遠近同樣影響點云數據的精度。因此，三維激光掃描在小尺度基坑監測中會有更好的效果。 （3）三維激光掃描針對基坑監測時，監測頻率低，不能保證明時監測并準時把握基坑的變形進展趨勢，因此只能在基坑風險較大區域、周邊環境敏感區域進行選擇性的變形分析。 （4）基坑工程場地機械設施眾多、周邊環境簡單，獵取的點云數據具有海量化和高密度的特點，后期處理工作量極大。因此，針對基坑工程的特點研發具有針對性的點云處理程序對于提高數據處理效率、保證數據的真實性具