基于点云的地铁隧道断面精确拟合与形变分析

发布时间：2021-04-15 20:40

　　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。 

【文章来源】：测绘通报. 2020,(08)北大核心CSCD

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

区间圆形隧道断面及拟合曲线

不同工程对隧道断面所需要的形变分析点有着不同的要求，通过提取隧道特征点，得到特征点的三维坐标，根据这些点实测坐标与设计坐标的比对可以进行隧道的竣工测量[10]，多期扫描数据的特定点之间对比可以进行隧道断面的形变分析，一般需要提取的点为隧道顶点、隧道最低点、隧道中轴线截面与隧道断面交点等具有位置特征且可以反映隧道形变信息的点，具体的点位置根据工程实际进行调整，如图3所示。图3 实测区间圆形、马蹄形隧道特征点

图2 区间马蹄形隧道断面及拟合曲线通过获取的特征点坐标，可以得出每一个断面8个左右横距用于进行隧道的横向位移监测，9个点位高程用于分析隧道沉降信息，见表1。试验数据中，隧道左右横距可以进行自检较，横距最大偏差为中2点左右横距，为23 mm，最小偏差为下点，仅为8 mm;两种断面的所有特征点高程差值都很小，8组高程绝对值平均偏差为13 mm。因此拟合的断面和获得的特征点无论是用于竣工测量还是形变分析均具有较高的精度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光点云的隧道断面自适应提取方法[J]. 李友源,王健,李志远,孙文潇.  勘察科学技术. 2019(05)
[2]一种基于点云法向量的基准特征提取与倾斜分析方法[J]. 孙文潇,王健,靳奉祥,梁周雁.  测绘通报. 2019(03)
[3]三维激光扫描技术在地铁车站竣工测量中的应用[J]. 琚俏俏,王子轩,张超.  测绘通报. 2018(S1)
[4]三维激光扫描数据隧道断面椭圆拟合的数学模型探讨[J]. 李维涛,黄帆,侯阳飞,吴廷,王解先.  工程勘察. 2018(01)
[5]一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究[J]. 尤相骏,成俊.  隧道建设. 2017(07)
[6]地铁隧道收敛变形监测方法的研究[J]. 何桂珍,杨军.  现代隧道技术. 2016(03)
[7]基于地面三维激光扫描技术的隧道全断面变形测量方法[J]. 谢雄耀,卢晓智,田海洋,季倩倩,李攀.  测绘通报. 2016(02)
[8]利用点云构建隧道断面的形变监测方法[J]. 卢小平,王宇飞,杜耀刚,武永斌.  测绘通报. 2016(01)
[9]基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法[J]. 李珵,卢小平,朱宁宁,卢遥,武永斌,李国清.  测绘学报. 2015(09)



本文编号：3140048