密集曲面建模技术在深基坑位移监测中的应用.pdfVIP

第46卷 第 11期 人 民 长 江 Vo1．46．No．11 2015年 6月 Yangtze River June， 2015 文章编号 ：1001—4179(2015)11—0076—04 密集曲面建模技术在深基坑位移监测中的应用 关 蕾 蕾 2，张 绍 和 ，李 跃 华 ，孙 平 贺 2 (1．中南大学 有色金属成矿预测教育部重点实验室，湖南 长沙 410083； 2．中南大学 地球科学与信息物理 学院，湖南 长沙 410083) 摘要 ：针对传统监测技术在城市深基坑位移监测 中存在监测难度高、时间长、劳动量大等 问题 。提 出采用密集 曲面建模技术进行监测。基于密集 曲面建模原理 ，结合 PMS软件及硬件设备 ，对该技术监测位移的精度进行 了分析。分析结果与工程实践表明，密集曲面建模技术应用于基坑位移监测，可快速、准确反映深基坑施工所 引起 的周边土体 变形 。 关 键 词 ：曲面建模 ；摄影测量 ；数字模型 ；基坑监测 中图法分类号：TV551．4 文献标志码 ：A DOI：10．16232／j．cnki．1001～4179．20l5．11．0l9 随着我 国城市改造进程 的加快 ，城市深基坑开挖 便、聚焦范围广、可以随意定 向等特点 。 工程越来越多 ，动态监测对保证基坑及周边设施安全 1 密集曲面建模原理 具有重要意义 ¨。城市深基坑具有施工场地小 、人员 流动大 、材料堆积多、作业设备杂等特殊性 ，人工布 密集 曲面建模 (DSM)主要采用 自动检 索和 匹配 置的监测点易被遮挡和破坏 ，这对传统位移监测 的方 的算法 ，对具有明显纹理的图像进行识别 ，从而获取原 法和仪器提出了挑战 。此外 ，传统监测方法是基于 始图像的表面特征，形成新的密集云点 1o3。DSM可以 接触性测量原理而展开 ，在深基坑中布点危险性高，且 看作是基于相机镜头的三维扫描技术 ，通过高密度云 属于单点式位移监测 ，布点数量直接影响监测结果 ，因 点形成不规则的三角形 网格 ，获取拍摄对象 的数字特 而难以获取未布点区域的位移变化数据 。 。三维激 征 ，其基本原理如图 1所示。这种技术可以很好地用 光扫描系统可借助监测设备实现基坑非接触的面测 于测量非规则物体，大大降低大范围布点带来的风险， 量 ，克服了传统监测方法的局限，但 由于其设备成本及 其成本低、质量高、使用简单 、灵活性强 ，且现场监测时 操作要求较高 ，以及测距范围最大不超过 150m ，使 间短 ，对装置稳定性要求低 ，可实现远程拍摄 ，避免对 目前推广应用受到限制 。 测量体的干扰和损害 。特别是在深基坑位移监测 中， 本文探讨 的基于密集 曲面建模的平面扫描技术 ， 该技术可极大降低对施工过程 的干扰 ，提高监测人员 可实现对监测基坑平面的远程三维扫描，获取任意点 的安全性。 的三维坐标 ，具有 以下优点：不伤及测量 目标 、不干扰 图像采集 L_一有哪些信誉好的足球投注网站匹配 L-一空间计算 L_．J点云合并 L_J噪声处理 被测物 自然状态 、可在恶劣条件下作业 。另外 ，该技术 的设备还拥有体积小、重量轻、价格低廉、应用灵活方 图1 DSM基本原理 收稿 日期 ：2015—01—07 基金项 目：湖南省 自然科学基金 (13JJ6002)；湖南省 国土资源厅科技项 目(2013—15) 作者简介 ：关蕾蕾，男，硕士研究生 ，研究方向为工程地质监测及建模 。E—mail：1206391023@qq．COB 作者简介 ：张绍和 ，男，教授