摘要：本文利用貴南高鐵都安隧道采集的斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行三維激光掃描儀及全站儀的斷面測(cè)量精度和斷面測(cè)量的效率進(jìn)行對(duì)比，得出三維激光掃描儀進(jìn)行斷面掃描精度能夠滿足斷面掃描的要求，效率可以得到極大的提高的結(jié)論。

　　關(guān)鍵詞：三維激光掃描；點(diǎn)云預(yù)處理；斷面測(cè)量

　　1三維激光技術(shù)的應(yīng)用及其精度對(duì)比

　　1.1測(cè)區(qū)概況

　　新建貴州至南寧高速鐵路廣西段GNZQ-6標(biāo)都安隧道位于河池～都安區(qū)間，全長(zhǎng)15152m，進(jìn)口里程DK347+720，出口里程DK362+872，雙線隧道，設(shè)計(jì)為人字坡，進(jìn)口至DK350+000段為17‰（2280m）的上坡，DK350+000至DK352+600.775段為4.1‰（2600.775m）的下坡，DK352+600.775至DK354+700段為17‰的（2099.225m）下坡，DK354+700至DK362+800段為9.5‰的（8100m）下坡，DK362+800至出口段為平坡（72m）。本隧洞身穿越地層以灰?guī)r、白云巖為主的可溶巖地層，地表呈峰叢地貌，洼地、落水洞發(fā)育，全隧共穿越1條斷層、1處向斜、1處背斜、4條節(jié)理密集帶。

　　1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

　　本次試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)在都安隧道進(jìn)行，數(shù)據(jù)采集采用FAROFOCUS70相位式三維激光掃描儀，儀器有效測(cè)距為0.6-70m，采點(diǎn)速度為180萬每秒，掃描視角為360°*320°。如下圖所示為對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，處理內(nèi)容包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮、拼接、去噪等操作。此次試驗(yàn)站間距為25m左右，采集了兩站數(shù)據(jù)總耗時(shí)20分鐘，站與站直接原始數(shù)據(jù)的拼接使用球棱鏡，絕對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用全站儀測(cè)取球棱鏡的方式獲取。預(yù)處理成果如下圖3.1所示。

　　由于站點(diǎn)之間距離較近，且用的球棱鏡標(biāo)靶，所以拼接數(shù)據(jù)誤差較小，重合率較高。下表為拼接報(bào)告誤差統(tǒng)計(jì)。

　　2與全站儀+斷面儀采集超欠挖數(shù)據(jù)對(duì)比

　　通過提取與全站儀所采集相同里程斷面，本次試驗(yàn)對(duì)兩種方法所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，下圖為全站儀+斷面儀所采集數(shù)據(jù)所生成的斷面分析圖和利用三維激光掃描儀采集數(shù)據(jù)生成的斷面分析圖。所取斷面里程均為DK362+770。

　　全站儀+斷面儀方法及三維激光掃描儀方法生成的斷面,對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果

　　如下表所示：

　　由兩種方法超欠挖成果數(shù)據(jù)以及隧道現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)兩種方法進(jìn)行比較分析，主要有以下幾點(diǎn)：

　　（1）由于三維激光掃面面積計(jì)算是用三角網(wǎng)算法，點(diǎn)云之間的距離間隔較小，面積計(jì)算更為準(zhǔn)確，與實(shí)際面積相差較小，全站儀+斷面儀的斷面數(shù)據(jù)采集方式，采用的平滑算法，當(dāng)間距過大時(shí)與實(shí)際面積相差較大。

　　（2）從超欠挖距離進(jìn)行分析，三維激光掃描所用的點(diǎn)云數(shù)據(jù)點(diǎn)云密度較為密集，所采集的斷面數(shù)據(jù)隨機(jī)性較小，而全站儀+斷面儀的模式采集間距過大，存在一定的偶然性。

　　（3）通過數(shù)據(jù)分析，可以看出三維激光斷面掃描能夠滿足隧道斷面掃描的要求，而在實(shí)際操作過程中三維激光進(jìn)行斷面掃描能夠大幅度的縮短工作時(shí)間提高工作效率。

　　3.結(jié)束語

　　本文對(duì)新建貴州至南寧高速鐵路廣西段GNZQ-6標(biāo)都安隧道分別利用三維激光及全站儀進(jìn)行隧道斷面掃描，結(jié)果表明三維激光掃描技術(shù)在隧道斷面掃描上較全站儀能夠在掃描精度上有所提高，在掃描效率上能夠大幅度縮短工作時(shí)間，減少人力投入，提高斷面掃描效率。同時(shí)，三維激光掃描后處理軟件還是存在許多半人工半智能化的人機(jī)互動(dòng)，如果能夠提高其自動(dòng)化及功能集成化，能夠進(jìn)一步提高工作效率，更好的應(yīng)用于各類測(cè)量項(xiàng)目中。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者李銳羅意

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