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Trimble SX10三維影像掃描儀在邊坡監(jiān)測方面的應用

利用Trimble SX10三維影像掃描系統(tǒng)采用非接觸式測量,可安全、準確、快速、高效的采集目標現(xiàn)狀數(shù)據(jù)......

前言

邊坡穩(wěn)定問題由于受其復雜的地質條件的影響,一直是巖土工程界關注的焦點問題。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,人類的工程活動必然越來越頻繁,規(guī)模也越來越大。長期以來,工程地質界、巖土力學界對邊坡穩(wěn)定性進行了大量的研究工作,但至今仍難以找到準確評價的理論和方法。比較有效地處理這類問題的方法,就是理論分析、專家群體經(jīng)驗知識和監(jiān)測控制系統(tǒng)相結合的綜合集成的理論和方法。

  

邊坡工程監(jiān)測的主要目的:

(a) 為了保證工程施工和運行的安全;

(b) 評價邊坡理論分析結果和經(jīng)驗判斷成果的依據(jù),是修改設計和指導施工的客觀標準;

(c) 為工程巖土體力學參數(shù)的反演分析提供資料;

(d) 為掌握邊坡變形特征和規(guī)律提供資料,指導在邊坡發(fā)生嚴重變形條件下的應急處理;

(e) 為分析巖體結構與邊坡變形破壞的關系,預測邊坡變形破壞趨勢,評價邊坡的長期穩(wěn)定性提供條件。

  

一、項目背景

融水至河池高速公路主線全長107.564km。雙向4車道,采用高速公路標準建設,設計車速100Km/h,路基寬度 26m。其中,廣西交通檢測工程公司承接融河高速 27 個大型邊坡的監(jiān)測工程,如果采用傳統(tǒng)全站儀布點方式監(jiān)測,需要在破體巖石上打上觀測棱鏡,密度約 30 米1個,高度 50 米1個,現(xiàn)場需要工程升降車配合,比較麻煩,作業(yè)難度大,破體不穩(wěn)定隨時有落石的危險,對作業(yè)人員安全構成嚴重威脅。

2019年4月20號,受廣西交通檢測工程公司邀請,北京天拓斯特科技有限公司為該項目提供技術支持,即刻安排技術人員前往融河參與項目工作。

鑒于融河高速邊坡監(jiān)測項目的特殊性,經(jīng)過與客戶溝通,最終決定采用 Trimble SX10 影像掃描儀對邊坡進行全面科學的監(jiān)測。

  

二、項目成果展示

針對融河高速情況復雜的特點,我們充分利用 Trimble SX10 的線掃描的分層優(yōu)勢的技術特點,通過對掃描區(qū)域增加掃描遍數(shù),來彌補由于作業(yè)區(qū)域工程 車輛移動,視線遮擋沒有掃描到的地方,防止出現(xiàn)掃描空洞。在該監(jiān)測項目中使用的掃描密度是:標準,針對掃描區(qū)域不間斷的重復掃描4遍,利用現(xiàn)場控制點直接引入絕對坐標,掃描儀直接架設在坐標點上,在保證掃描質量的前提下根據(jù)現(xiàn)場邊坡情況每隔20-50米一站進行測量,測量完成之后直接導出點云保存,每周測量一次,多次數(shù)據(jù)進行三維比較,分析變形情況。

遠程操控,現(xiàn)場掃描完成實時查看掃描成果,查漏補缺,1次完成外業(yè)掃描工作。

由于 SX10 掃描點云具有絕對坐標內(nèi)業(yè)不需要拼接和坐標轉換,對電腦硬件要求不高,普通筆記本即可。內(nèi)業(yè)利用 Trimble Business Center 的自動分類功能,就可以自動提取高速公路邊坡,剔除雜點,然后簡單的編輯點云就可以得到純凈的路面點云模型。同樣是由于測量數(shù)據(jù)本身具備絕對坐標,因此無需對齊,多次測量數(shù)據(jù)即可疊加,直接進行三維對比分析,得出檢測結果。

點云自動分類

邊坡點云數(shù)據(jù)

三維對比分析

  

三、總結

利用Trimble SX10三維影像掃描系統(tǒng)采用非接觸式測量,可安全、準確、快速、高效的采集目標現(xiàn)狀數(shù)據(jù),不但可以實現(xiàn)邊坡的快速數(shù)字化,結合配套的點云處理軟件,也可及時建立地表三維模型、查詢標高、生成指定剖面。同時,Trimble SX10三維影像掃描系統(tǒng)還具備全站儀功能,一機多用,掃描時也無需標靶,直接架設在已知點上,直接輸出帶坐標的點云數(shù)據(jù),無需點云解算,無需坐標轉換,降低過程誤差,實現(xiàn)真正意義上的方便、快捷、可靠。

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