基于 TLS 的高压线塔倾斜度监测

高压线塔属于杆状构筑物,对倾斜变形非常敏感,倾斜度是检测其稳定性的重要指标。传统的单点测量方式,无法反映高压线塔的整体变形,提出基于地面三维激光扫描技术监测高压线塔倾斜度的方法,采用分层处理的方式,通过边界提取、直线分割、直线拟合等过程处理点云数据。采集山西省柳林某高压线塔点云数据进行实验,求取各层切片的中心坐标并计算高压线塔的倾斜度,对计算结果进行分析,得出线塔仍处于安全运行状态的结论。     

基于TLS的高压线塔倾斜与曲率变形研究

高压线塔是杆状构筑物,在受到开采等活动影响时,地表移动和变形对高压线塔的安全有重要影响。文中根据地表移动与变形规律,提出一种高压线塔倾斜与曲率变形分析方法。首先运用地面三维激光扫描仪扫描高压线塔,对点云数据进行分层处理,提取各层点云数据切片中心点坐标,计算高压线塔基础倾斜、塔身倾斜与曲率。研究表明,文中使用的三维激光扫描技术和数据处理方法能够较好地分析得出线塔基础倾斜、塔身倾斜与曲率等数据,规避传统监测方法塔基倾斜和塔身倾斜分开分析的弊端,为进一步研究线塔倾斜变形奠定技术基础,为线塔的变形分析提供可靠依据。     

特征线的高压线塔变形监测

针对传统单点测量技术在监测范围及效率方面存在的问题,该文研究了一种基于特征线的高压线塔变形监测方法。因为高压线塔的塔腿对其安全运行起着重要作用,所以选取塔腿棱线作为特征线,分析塔腿变化情况。通过截面角点提取、塔腿提取及塔腿棱线提取等过程,求取同期塔腿棱线不同分段之间以及不同时期塔腿棱线相同分段之间的偏移角度和方向。基于某高压线塔两期点云数据的实验结果表明:该方法能够从复杂的高压线塔点云数据中,提取出塔腿部分点云,进而提取塔腿棱线,最后根据特征线的方向向量分析塔腿偏移角度及方向,得出高压线塔仍处于安全状态的结论。     

基于近似微分理论的高压线塔挠度变形研究

高压线塔是杆状构筑物,在受到地下开采等外界环境影响时,极易发生变形。文中采用地面三维激光扫描技术记录高压线塔,通过对高压线塔点云数据分层处理,提取各层点云切片中心点坐标。根据线塔不同高度处偏离基础中心点的距离,得到线塔实测挠度。结合材料力学中对杆状结构的受力分析,线塔最大挠度处在线塔的自由端,运用近似微分法实现对高压线塔理论挠度计算。研究表明:从力学角度出发,通过理论计算值与实测挠度值对比,说明近似微分法分析杆状结构挠度变形具有合理性;将理论分析计算与三维激光扫描自动化测量相结合,实现对线塔挠度变形的分析,为进一步研究线塔的挠度变形奠定基础。     

利用激光点云数据求取风电塔倾斜度的试验

风电塔的日常运营维护是非常重要的工作,利用地面三维激光扫描技术对风力发电塔的倾斜观测进行研究具有重要实际意义。本文选择马陵山风电项目7#风电塔作为研究对象,利用徕卡C10三维激光扫描仪获取激光点云数据,并利用Cyclone软件进行数据预处理。利用Cyclone软件获取塔筒40个截面中心坐标并计算倾斜度,与同步全站仪获取的倾斜度进行对比分析。研究结果表明：利用地面三维激光扫描技术对风电塔的倾斜观测更加全面,而且满足监测精度要求,具有较大的应用价值。     

独立模型法点云拼接在建筑倾斜监测中的应用

针对建造结构复杂高层建筑倾斜监测需求,介绍了一种基于地面三维激光扫描仪,结合独立模型法多站点云拼接的高层建筑倾斜变形的监测方案,研究其点云拼接原理、棱线提取和监测技术路线。通过拟合标靶球点云球心的三维坐标,与同名点控制坐标进行坐标转换,实现点云拼接。提取建筑点云模型两平面的交线即建筑物棱线,计算倾斜度。工程实践表明以独立模型法作为点云拼接的理论基础,点位空间误差为M_S=1.743 mm,满足建筑物变形观测要求。可实现对复杂高层建筑倾斜监测,相比于传统倾斜监测方法的外业工作量可缩短近60%,且精度高,可靠性强。     

点云的高压线塔主斜材交叉点提取

针对无标志点状态下高压线塔变形监测问题,提出了基于点云的变形监测方法,该方法根据高压线塔的结构特点选取不同高度处对称分布的主斜材部分点云,通过平面分割、点云投影、边界提取、直线分割和直线拟合等过程获取交叉点坐标。采集山西柳林某高压线塔四期点云数据进行实验,利用本文方法求得高压线塔特征点坐标并与手动提取结果进行对比,证明提取方法具有一定的精度,得出高压线塔存在变形且主要因素是由不均匀下沉导致。     

误差理论在三维激光扫描点云处理中的应用

误差传播定律反映了直接观测量的中误差对间接观测量中误差的影响,通过三维激光扫描技术获取点云数据,点云数据本身的精度和后续处理的精度与可靠性对各种工程具有全局性的意义。基于此,将误差理论和误差传播定律应用在三维激光扫描技术上,分析了点云数据的误差来源及传播规律。采用点云数据实例演示了提高点云数据处理精度的过程,通过实例实验进行高压塔数据的配准,验证了ICP算法的可行性以及误差范围符合要求。     

利用三维激光扫描技术进行万寿寺塔变形监测

针对传统测量方法在古塔遗址变形监测中存在过程复杂、精度较低等问题，本文采用三维激光扫描技术进行变形监测，提出了一种基于最小二乘的塔体倾斜度计算方法。该方法首先提取出每层塔体的轮廓点云，然后根据最小二乘原理拟合出每层塔体的圆心，最后对其每层圆心进行线性拟合提取塔体中轴线，进而计算塔体倾斜量。以西安万寿寺古塔为例，较传统监测方法，本文算法能够快速计算出塔体的倾斜度，有效提升了工作效率。     

基于三维激光扫描技术的塔型构筑物倾斜监测

为提高塔型构筑物的倾斜测量效率,提出了一种基于三维激光扫描技术的塔形构筑物倾斜变形监测方法。首先详细阐述了利用点云进行倾斜变形信息提取及扫描点位精度分析的方法;然后利用逆向工程软件(Imageware)对采集的点云进行重构,并提取构筑物轴线坐标,进而计算得到构筑物的倾斜值;最后通过全站仪前方交会精度比较实验验证了三维激光扫描技术在塔型构筑物倾斜监测中应用的可靠性。结果表明,运用三维激光扫描技术进行塔型构筑物倾斜监测的结果与传统全站仪前方交会方法测定的结果吻合,该技术在塔型构筑物倾斜监测中具有较高的实用价值。