地铁隧道断面变形分析方法研究

针对目前以单点描述隧道断面变形的不足,本文采用B样条曲线拟合隧道断面扫描数据,计算待分析部位两期曲线段的豪斯多夫距离,以各部位曲线段的整体变形信息来反映断面变形。同时根据地铁隧道断面扫描数据的特点,提出了B样条曲线拟合的主点选取方法以及非断面信息的剔除方法。最后以某地铁隧道断面扫描数据为例,通过加入模拟变形信息拟合分析,验证了该方法的有效性。     

基于点云的地铁隧道断面精确拟合与形变分析

针对三维激光扫描技术应用于地铁圆形、马蹄形等不同形状的隧道断面难以精确拟合和形变分析问题,提出了一种基于三次B样条曲线的隧道断面拟合分析方法,首先利用三次B样条曲线对断面进行拟合;然后根据拟合曲线提取断面特定点,实现断面形变分析。对某段地铁隧道点云数据进行断面分析表明,该方法可以快速准确地分析隧道断面的形变信息。     

一种新的城市电缆隧道变形监测方法研究

传统的城市电缆隧道变形监测方法易受到监测点数量、观测时间、劳动强度、观测条件等多方面因素的制约,且属于单点式监测模式,无法对隧道整体变形趋势进行有效监测。针对上述问题,根据矩形城市电缆隧道的特点,结合三维激光扫描技术,本文提出一种新的基于正交整体最小二乘平面拟合的城市电缆隧道变形监测方法,通过计算拟合平面之间夹角及距离的变化,进行隧道净空水平位移及拱顶下沉趋势的分析。实例结果表明,该方法具有较高的可行性。     

利用TLS技术进行地铁隧道断面提取及变形监测分析

针对传统测量方法在地铁隧道断面提取及变形监测中存在的成果单一、过程复杂、效率低下等问题,本文采用地面三维激光扫描(TLS)技术,提出了一种基于最小二乘法曲面拟合的断面提取及变形监测分析方法。该方法以隧道中轴线为基础提取隧道连续断面,将截取的断面拟合成曲面,通过多次曲面比较,获取拟合曲面水平与垂直方向的变化尺寸,进而计算地铁隧道的变形量。以西安地铁某隧道上行区间为例进行试验,结果表明本文技术方法较传统监测方法能够快速实现隧道断面提取及变形监测,有效提升工作效率。     

利用三维点云数据的地铁隧道断面连续截取方法研究

提出了一种可应用于变形监测的基于三维激光点云的隧道断面连续截取方法.该方法分为点云拼接、中轴线提取和断面截取.隧道中轴线的提取通过随机采样一致性算法和最小二乘平差算法完成;断面截取过程先基于隧道轴线信息调整隧道姿态,再对隧道数据采取局部曲面拟合进行,其中引用了限制最小二乘算法和随机采样一致性算法.采用RIEGL VE-400获取的地铁隧道点云数据进行了验证.实验证明了本文方法在三维激光扫描技术的应用方面具有一定的实践意义.     

非均匀B样条函数的最小二乘法在GPS水准拟合中的应用

最小二乘数据拟合方法的全局性较好,而非均匀B样条函数又具有良好的局部性,因此非均匀B样条最小二乘的稳定性及数值精度都能够得到有效的保证。本文根据已知点的GPS大地高和正常高,用非均匀B样条最小二乘法对GPS高程异常曲面进行拟合。实例计算结果表明,其高程转换精度达到四等结合水准精度,能够满足大比例尺测图的要求。     

高精度局部区域GPS水准计算方法的探讨

针对现有各种 GPS水准存在的缺陷 ,我们运用现代计算数学的最新研究成果 ,提出了一种新的 GPS水准 B样条最小二乘拟合法。通过对我国西南某地区的 GPS测量成果进行处理的具体结果可以看出 ,该方法是一种更适用于高精度 GPS水准的拟合方法     

MSSA在GPS坐标序列分析中的应用

本文选取CMONOC位于云南省域的4个测站坐标序列作为试验对象,利用多通道奇异谱分析（MSSA）对序列进行缺失数据的插补及季节性信号的提取。试验结果表明,MSSA迭代插补精度在水平方向优于1.5 mm,在垂直方向上优于4 mm,表现均好于三次样条插值,而且当序列的缺失率升高、连续性减弱时依然不失其优越性;对比MSSA及最小二乘拟合两种方法提取季节性信号的效果并对其残差序列及功率谱进行分析,发现MSSA能够有效提取不同周期信号且更加适用于振幅不恒定的时变季节信号。     

最小二乘拟合在井架变形监测中的应用

讨论了如何利用最小二乘曲线拟合对井架变形监测数据进行处理,并通过试验得到了拟合精度最高的多项式阶数和拟合曲线。最小二乘曲线拟合有效地消除了观测数据的偏差,准确地反映了井架的变形量,是井架变形监测数据处理的一种有效方法。     

基于椭圆约束的隧道点云滤波

针对激光LiDAR在隧道监测中隧道壁点云滤波问题,通过移动测量系统获取隧道点云数据,提出采用联合RANSAC和稳健最小二乘的点云滤波方法。首先根据移动测量航迹对点云进行里程赋值和断面切片划分,获得点云断面数据;其次通过RANSAC算法对隧道进行圆模型拟合,初步滤除加大粗差点。最后通过椭圆约束的稳健最小二乘进行精细滤波,滤除和隧道壁距离较近的粗差点,获得隧道壁点云,并拟合出隧道壁断面参数。对滤波结果进行精度评定和拟合结果的稳健分析,说明滤波结果的有效性和鲁棒性。     

基于三次样条函数的长线路GNSS高程拟合研究

论文介绍利用三次样条函数进行GNSS高程拟合的原理和方法。以某公路改扩建工程一级GNSS控制网和四等水准网为例进行高程拟合研究。设计线性、二次曲线、三次曲线及三次样条4种函数模型作为高程拟合方案。结果表明,线性函数模型精度最低;二次、三次曲线函数模型精度相当;三次样条函数拟合精度最高,拟合中误差小于5cm,且拟合误差曲线平滑震荡较小,具有很好的适应性。     

最小二乘曲线拟合在变形监测中的应用

对变形测量数据进行分析,运用最小二乘曲线拟合的方法,得到了拟合多项式和拟合曲线,并评定了精度。最小二乘法是带有测量数据误差的曲线拟合中一种有效的方法。     

盾构隧道断面测量数据处理方法研究

地铁盾构隧道断面数据处理一般按最小二乘法建立拟合模型计算隧道断面的中心坐标和半径。据此,引入国家机械工业委员会评定圆度误差的4种方法:最小区域法(MZC);最小二乘法(LSC);最小外接圆法(MCC)和最大内接圆法(MIC),给出了最小区域法的一种算法实现。以南京地铁断面测量数据就上述4种评价方法分别进行拟合计算,验证了最小区域法评定圆度误差值最小。该方法可以为相关工程提供借鉴。     

自然样条半参数模型与系统误差估计

采用自然样条逼近的数据处理方法 ,探讨了自然样条半参数回归分析方法。在补偿最小二乘的原则下 ,利用三次样条函数构造补偿项 ,通过广义交叉核实函数自动选取光滑参数。自编程序进行计算 ,得到了回归参数向量和样条函数的补偿最小二乘估计。模拟计算表明 ,该方法适合于回归函数模型误差与测量系统误差的估计     

基于最小二乘法道路平面曲线拟合

结合最小二乘法的基本原理,利用其进行道路平面曲线拟合,实例表明,与三次样条函数设计计算结果接近,同样能满足路线设计要求,且简化了计算过程,在平面设计工作中具有很强的实用性。     

利用点云构建隧道断面的形变监测方法

提出了一种利用激光点云数据提取隧道断面并进行叠加分析的隧道形变监测方法。首先对获得的隧道点云在XOY面和YOZ面的投影中值进行了二次多项式拟合,提取出隧道中线作为基准;然后根据中线构建了隧道内壁任意位置的断面,并对同一位置不同时期的隧道断面进行了叠加分析,得到了隧道的整体形变情况。通过与常规监测方法结果进行对比分析,验证了该方法的有效性,且能够更直观地表征隧道的体变形状况。     

一种基于点云法向量的基准特征提取与倾斜分析方法

针对目前将三维激光扫描技术应用于变形监测领域存在基准特征难以提取、点云数据分析缺乏适用的方法等问题,本文提出了一种基于点云法向量的基准特征提取与形变分析方法。首先利用局部平面拟合方法获得点云的法向量,并沿点云法矢方向探测基准点;然后利用三次B样条曲线对探测的正确基准点进行拟合;最后根据拟合曲线计算基准高程和对径点倾斜角分析基准特征形变信息。对某化工厂的罐体点云数据进行基准特征提取结果表明,该方法可以快速、全面地获取监测对象的整体信息,且能够正确分析监测对象的基准形变。     

自然样条非参数回归模型及模拟分析

采用自然样条逼近的数据处理方法,探讨自然样条非参数回归分析方法.在补偿最小二乘的原则下,利用三次样条函数构 造补偿项,通过广义交叉核实函数自动选取光滑参数.采用自编程序进行计算,得到非参数回归函数的补偿最小二乘估计.模拟计算表明,该方法优于经典的LS估计.因此可以用于曲线拟合或测量系统误差的估计.     

基于TLS的盾构隧道收敛测量研究

盾构隧道施工完成后的收敛测量是一项十分重要的工作。文中以某在建盾构隧道为研究对象,研究采用地面三维激光扫描技术(Terrestrial laser scanning,TLS)进行收敛测量的方法与步骤。应用TLS获取隧道管片表面的点云数据,对点云数据进行配准、消噪、建模等处理;采用Ransac算法和最小二乘算法提取隧道点云数据的中轴线;根据点到平面的距离获取断面点,应用椭圆方程以及最小二乘的方法对断面点进行拟合;最后,利用直线与椭圆交点获取不同方向上的隧道半径,完成收敛测量。研究结果表明,应用TLS技术可以快速、准确、详尽地获取盾构隧道的收敛情况。     

大湾隧道监测数据的处理与分析

大湾隧道是邵怀高速公路重要工程之一,为了确保隧道施工的安全可靠性,对大湾隧道进行了全程监控测量工作.对隧道的水平收敛测量数据和拱顶沉降测量数据进行了处理与分析,运用了对数函数、指数函数和最小二乘法三类回归函数进行了回归分析,比较了三种回归函数,讨论了其对位移预测准确性的影响.回归分析结果表明最小二乘法不仅可以很好地拟合软弱围岩开挖后的初期变形,还可预估围岩的最终变形量,且相关系数高.