地鐵隧道施工和運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可有效保證地鐵的安全運(yùn)營(yíng)及周邊環(huán)境的穩(wěn)定�，F(xiàn)有的收斂計(jì)、全站儀等形變監(jiān)測(cè)手段僅能獲取部分單點(diǎn)數(shù)據(jù),難以全面反映隧道整體形變特征。三維激光掃描技術(shù)提高了自動(dòng)化提取信息的程度,與基于單一觀測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)方法相比,具有表達(dá)對(duì)象細(xì)節(jié)信息能力強(qiáng)、受環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)。因此,本文利用三維激光掃描技術(shù)開(kāi)展地鐵隧道形變監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)研究,并在隧道數(shù)據(jù)采集、點(diǎn)云預(yù)處理及監(jiān)測(cè)模型構(gòu)建等方面進(jìn)行了探索,研究結(jié)果可為地鐵隧道工程形變監(jiān)測(cè)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供借鑒。為高效管理海量點(diǎn)云數(shù)據(jù),針對(duì)地鐵隧道的分布特征,本文提出以隧道中軸線為基準(zhǔn),按里程分塊存儲(chǔ)點(diǎn)云的組織管理方法,不僅提高了單點(diǎn)的搜索速度,而且顯著提高了隧道內(nèi)任意里程處橫斷面的提取效率。針對(duì)同一掃描線相鄰點(diǎn)間隔隨地面三維激光掃描儀(TLS)掃描距離增大導(dǎo)致的點(diǎn)云密度不均問(wèn)題,推導(dǎo)出嚴(yán)密的點(diǎn)云密度計(jì)算模型,然后提出基于掃描線的抽稀算法用于抽除同一掃描線上點(diǎn)間距小于給定閾值的激光點(diǎn),并建立了抽稀率與閾值的函數(shù)擬合模型。針對(duì)地鐵盾構(gòu)環(huán)片上的大量附屬物,提出基于橢圓柱面模型的點(diǎn)云濾波方法,對(duì)沿隧道中軸線分割的各區(qū)域利用橢圓柱面擬合進(jìn)行濾噪,實(shí)現(xiàn)了地鐵隧道內(nèi)壁噪聲點(diǎn)的自動(dòng)濾除。最后,對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的隧道點(diǎn)云分別建立了基于斷面擬合、規(guī)則化格網(wǎng)及數(shù)字表面模型(DSM)的形變監(jiān)測(cè)方法。通過(guò)不同的監(jiān)測(cè)方法對(duì)兩期隧道點(diǎn)云進(jìn)行形變分析,實(shí)現(xiàn)地鐵隧道各區(qū)域空間變化信息的精準(zhǔn)表達(dá)。
【學(xué)位單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：U231;U456.3;P225.2
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與本文研究?jī)?nèi)容
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 研究?jī)?nèi)容
    1.3 研究方法與論文組織
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 論文組織
2 隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)的組織與處理
    2.1 隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)的組織管理
        2.1.1 隧道點(diǎn)云組織原則
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)與分析
    2.2 隧道點(diǎn)云抽稀
        2.2.1 點(diǎn)云密度計(jì)算模型
        2.2.2 掃描線抽稀算法
    2.3 隧道點(diǎn)云配準(zhǔn)
        2.3.1 同名標(biāo)靶點(diǎn)自動(dòng)搜索
        2.3.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的兩種簡(jiǎn)便模型
    2.4 本章小結(jié)
3 關(guān)鍵技術(shù)
    3.1 平面標(biāo)靶中心提取方法
        3.1.1 邊緣擬合法
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)與分析
    3.2 基于橢圓柱面模型的濾波方法
        3.2.1 坐標(biāo)變換
        3.2.2 橢圓柱面濾波方法
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)與分析
    3.3 本章小結(jié)
4 地鐵隧道三維激光掃描形變監(jiān)測(cè)
    4.1 實(shí)驗(yàn)概況
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)介紹
        4.1.2 反射標(biāo)貼的設(shè)計(jì)與布設(shè)
        4.1.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)
        4.1.4 監(jiān)測(cè)精度評(píng)價(jià)
    4.2 基于斷面擬合的形變監(jiān)測(cè)方法
        4.2.1 斷面擬合的監(jiān)測(cè)方法
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)與分析
    4.3 基于規(guī)則格網(wǎng)的多期數(shù)據(jù)形變分析方法
        4.3.1 規(guī)則格網(wǎng)的建立
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)與分析
    4.4 基于DSM的多期數(shù)據(jù)形變分析方法
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
6 作者簡(jiǎn)歷
7 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

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