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边坡挡墙变形监测新技术研究 2 摘要：三维激光扫描技术的出现，为边坡挡墙变形监测提供了新的监测手段，本文选用在测量领域中使用较广 的脉冲式扫描仪，以监测某立交桥的边坡挡墙变形为实例，进行了点云数据采集。根据边坡挡墙变形监测的特 点及数据处理的要求，使用机带软件RIEGL VZ -1000进行了点云数据预处理之后，再引入第三方点云处理软件 Geomagic Studio和Geomagic Qualify,进行了数据处理及变形分析。通过研究，提出了基于三维激光扫描技术的边 坡挡墙变形监测新方法。 关键词：三维激光扫描；挡墙；变形监测；点云数据 Abstract: The emergence of three - dimensional laser scanning technology provides a new means to monitor deformation of slope and retaining wall. The paper uses the pulsed scanner which is widely used in measurement, we scan a slope and retaining wall of a bridge which is taking as an example and collect the point cloud data. According to the characteristics and requirements of the slope and retaining wall data processing, we use the RIEGL VZ - 1000 which comes with the machine to finish point cloud data preprocessing, use the third - party point cloud processing software Geomagic Studio and Geomagic Qualify to process data and analysis deformation. After the research, we presented a new method to monitor deformation of slope and retaining wall based on 3D laser scanning technology. Key words:3D laser scanning; slope and retaining wall; deformation monitoring; point cloud data 引言 我国是世界上自然灾害频发的国家之一，而滑坡灾 害在我国的自然灾害中占有相当大的比例，滑坡监测作 为预防滑坡灾害的手段,其工作的意义也愈加重要。 20世纪90年代中期出现并发展起来的三维激光扫 描技术，可以简单高效地获取变形体的三维数据，把以前 以点代面的监测方法改变为全局性的整体监测方法，全 面地掌握变形体的变形过程和变形规律，丰富变形测量 的内涵。与传统的滑坡监测技术相比，三维激光扫描技 术具有无需事先埋设监测设备、无接触测量、监测速度 快、测量精度高、能够反映坡体的总体变形趋势等特点， 可以快速获取高密度、高精度的三维点云数据，经数据处 理及建模后可以得到整个变形监测体的变化信息，对监 测结果进行研究可掌握其变形发展规律，开展滑坡灾害 预报研究。本文采用RIEGL VZ - 1000脉冲式三维激光 扫描系统，以监测某立交桥的边坡挡墙变形为实例，进行 数据采集，引入第三方点云数据处理软件Geomagic Studio 和Geomagic Qualify进行后期数据处理和变形分析，研究 了边坡挡墙监测的技术路线以及监测数据处理方法。 1地面三维激光扫描技术的基本原理 地面三维激光扫描系统主要由扫描仪、计算机、电源 供应系统和其他附件设备组成。激光扫描仪本身包括激 光测距系统和成像系统，同时也集成了 CCD和仪器内部 控制及校正系统等（如图1所示）。 激光扫描仪的测距方法是根据光学三角测量的原理， 以激光作为光源，将其投射到被测物体表面，并采用敏感元件在另一位置接收激光的反射能量，根 图1 固定式地面激光扫描系统示意图据光点或光 条在物体上成像的偏移,通过被测物体基平面、像点、像距等之间的关系,计算物体的深度信息（如图2所示) 激光扫描仪的发射器通过激光二极管发射近似红外 波长的安全激光束，对所测对象进行立体面状扫描。在 扫描仪内，扫描控制模块控制和测量每个脉冲激光的水 平方向值a和天顶距值0。借助设备获取从物体上反射 回来的