工程測量大學論文精選(九篇)

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第1篇：工程測量大學論文范文

項目編號

項目名稱：一種測量儀器三腳架固定裝置

項目負責人聯(lián)系電話：19954053069

所在學院：能源與建筑工程學院

學

號：20191290133專業(yè)班級：本科造價1901

指導教師：徐希鵬、楊延茹

E-mail

：2930852762@qq.com

申請日期：2021年4月

起止年月：2021年4月至2022年4月

填寫說明

1、申請書所列各項內(nèi)容均須實事求是填寫，表達明確嚴謹，簡明扼要。模板可網(wǎng)上下載、自行加頁。

2、申請書首頁只填寫項目負責人?！绊椖烤幪枴币粰诳刹惶?。

3、項目負責人所在院系須認真審核,簽署推薦意見并加蓋公章后提交。

一、基本情況

項目

名稱

一種測量儀器三腳架固定裝置

所屬

學科

學科一級門：

工學

學科二級類：

測繪科學技術

申請

金額

8000元

起止年月

2021年4月至2022年4月

負責人

姓名

高志穎

性別

女

民族

漢族

出生年月

2000年2月

學號

20191290133

聯(lián)系

電話

手機:19954053069

指導

教師

徐希鵬

楊延茹

聯(lián)系

電話

手機:17853498063

手機:18315852007

負責人曾經(jīng)參與科研的情況

1.

“互聯(lián)網(wǎng)+“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽項目《一種集坐標定位與信息管理于一體的新型測量尺支架》獲得校級獎項

指導教師承擔科研課題情況

指導教師對本項目的支持情況

項

目

組

主

要

成

員

姓名

學號

專業(yè)班級

所在學院

項目中的分工

高志穎

20191290133

2019級工程造價1班

能源與建筑工程學院

申請書的填寫及修改、說明書的修改、模型制作

許瑋宸

20191290135

2019級工程造價1班

能源與建筑工程學院

申請書的填寫及修改、說明書的修改、模型制作

王彪

20201340130

2020級工程造價1班

能源與建筑工程學院

項目cad圖紙繪畫、專利檢索

張皓涵

20201340235

2020級本科造價2班

能源與建筑工程學院

專利檢索

邢東旭

20201340239

2020級本科造價2班

能源與建筑工程學院

專利檢索

二、立項依據(jù)（可加頁）

（一）

項目簡介

本項目涉及一種用于光滑地面固定測量儀器支架的裝置，屬于工程測量儀器工具領域。該裝置由三根可收縮且在同一基礎面上的管狀型材，上述三根可收縮且在同一基礎面上的管狀型材由鋼型管套相互連接構(gòu)成三角形，三角架固定裝置其三個角下端均安裝有一與基礎面接觸的防滑托腳；上述可收縮且在同一基礎面上的管狀型材圍成一個三角形，在其三角形中以各個角為依托，其兩邊用型鋼直材料兩兩連接，使用扣狀固定裝置使圓形管狀型材與型鋼直材料固定，使其三角形內(nèi)部每個角構(gòu)成三個小三角形，用來放置測量儀器的三個支架。這種固定裝置，可以快速有效的組裝與拆卸，便于攜帶和保存，材料成本低，制造速度快，穩(wěn)定儀器效果好，可以有效的降低儀器風險。

整體圖

（二）

研究目的

測量儀器需要安置在三角支架上才能使用，三角支架如果放在光滑的水泥地面、地板磚、木地板或是其他類型的光滑接觸面，由于上部儀器重量大，三角支架支撐過高或是支撐坡度過大或是三角支架三條腿支撐高度不同，容易造成三腳架和儀器摔倒，造成儀器損壞，從而使儀器內(nèi)部的測量數(shù)據(jù)無法導出，影響工程進度。為了避免三腳架和儀器在光滑的地面使用過程中滑倒，在凹凸不平的地面的使用過程中由于儀器不穩(wěn)定造成測量失誤，形成了現(xiàn)在的固定裝置。本項目測量儀器三角架固定裝置，制作材料成本低，制造工序簡單，組裝和拆卸方便，可用于儀器銷售展示廳、室內(nèi)光滑地面或是其他光滑地面上儀器的架設，防止測量儀器三腳架架設在光滑地面滑倒，有效減低工程測量的風險成本。

（三）

研究內(nèi)容

本項目研究了一種測量儀器三角架固定裝置，包括三根可收縮且在同一基礎面上的管狀型材，上述三根可收縮且在同一基礎面上的管狀型材由鋼型管套相互連接構(gòu)成三角形，三角架固定裝置其三個角下端均安裝有一與基礎面接觸的防滑托腳；上述可收縮且在同一基礎面上的管狀型材圍成一個三角形，在其三角形中以各個角為依托，其兩邊用型鋼直材料兩兩連接，使用扣狀固定裝置使圓形管狀型材與型鋼直材料固定，使其三角形內(nèi)部每個角構(gòu)成三個小三角形，用來放置測量儀器的三個支架。本實用新型利用管狀型材可收縮和三角形穩(wěn)定性的特征，使測量儀器能夠在瓷磚等摩擦系數(shù)較小的接觸地面，及凹凸不平的地面上使用。

整體圖

（四）

國、內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

現(xiàn)在市場上還沒有獨立用來固定測量三腳架的裝置。我們檢索到了目前國內(nèi)的發(fā)展動態(tài)。

升降桿與升降桿支腳間的連接座總體分兩個部分：上端是與升降桿連接的部分，下端是固定架部分。升降桿與升降桿支腳間的連接座同升降桿之間的連接方式：

（1）對于鋁合金升降桿，則其下端為中空的，支腳連接單元的上端部分套

在升降桿下端中空部分里面，然后用螺栓將它們牢牢固定；

（2）對于木質(zhì)升降桿，升降桿與升降桿支腳間的連接座的上端部分為中空的，

將升降桿的下端部分套在連接座的上端中空部分里面，然后用螺栓將它們相互固定。

2.2.2　防滑墊

總體分兩個部分：上端部分是由不銹鋼制作的防滑墊支座，其結(jié)構(gòu)前部為套筒式，內(nèi)部用來安裝防滑墊；后部為耳板狀結(jié)構(gòu)，與升降桿支腳通過螺栓進行鉸支鏈接；下端部分是防滑結(jié)構(gòu)，是用硅膠制作的圓柱型防滑墊，通過螺栓固定在防滑墊支座套筒內(nèi)。

2.2.3　升降桿支腳

升降桿支腳總體分三個部分：上端部分是防滑部分，中間部分為加力踏板部分，下端部分保持了原尖腳部分。

在圖

2

中，各部分的名稱為：1

防滑墊，2

防滑墊支座，3

防滑部分與支腳間的連接螺栓，4

升降桿，5

連接座裝置與升降桿底部之間的連接螺栓，6

升降桿與升降桿支腳連接座，7

支腳的尖狀部分，8

連接座裝置與支腳裝置間的連接螺栓，9

腳踏部分

,10

防滑墊與防滑墊支座之間的連接螺栓。

2.3　該三腳架的特點

當在軟或粗糙的場地作業(yè)時，讓尖狀部分朝下；當在硬且光滑的場地作業(yè)時，讓防滑墊朝下。

在該裝置中，防滑墊是由硅膠制作而成的，硅膠是一種高活性吸附材料，不溶于水和任何溶劑，化學性質(zhì)穩(wěn)定。硅膠的化學組份和物理結(jié)構(gòu)決定了它具有許多其他同類材料難以取代的特點：吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機械強度等。

（五）

創(chuàng)新點與項目特色

建筑行業(yè)離不開測繪技術，水準測量更是在建筑作業(yè)中應用廣泛。但面對儀器銷售展示廳、室內(nèi)光滑地面或是其他光滑地面，儀器有易滑倒的風險。工程測量儀器（水準儀、全站儀、經(jīng)緯儀）價格昂貴，一臺幾萬甚至十幾萬，摔壞維修費用極高，這種實用新型測量儀器三角架固定裝置的使用極大的降低了儀器摔倒的風險，可有效減低工程測量的成本。因此我們提出了一種建筑工程測量儀器三角架固定裝置，創(chuàng)新點與形目特色如下：

1.克服原有測量儀器的弊端，利用管狀型材可收縮和三角形穩(wěn)定性的特征，制作出可收縮且在同一基礎面上的管狀型材三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.三角架固定裝置其三個角下端均安裝有一與基礎面接觸的防滑托腳，且可上下收縮，儀器簡易拆卸操作，適用于光滑或坎坷的路面，可廣泛使用。

3.有效降低測量工程的風險成本，加強測量過程的操作安全。

（六）

技術路線、擬解決的問題及預期成果

1.

2.擬解決的問題：

（1）對已設計的三腳架進行改造，使其能夠根據(jù)不同的測量地形（光滑地面或崎嶇路面），實現(xiàn)輔助儀器的伸縮固定。

（2）對測量尺的材質(zhì)進行多方測試，選出最有效最經(jīng)濟的材質(zhì)。

3.預期成果

（1）研究報告；

（2）實物模型；

（3）實用新型專利2項。

（七）

項目研究進度安排

第一階段：理論研究、資料收集與分析處理；

第二階段：方案設計；

第三階段：模型設計改進與制作；

第四階段：試驗及改進；

第五階段：撰寫研究報告與專利申報書；

第六階段：申請結(jié)項，等待驗收。

（八）

已有基礎

1.

與本項目有關的研究積累和已取得的成績

通過前期調(diào)查及研究，目前我們已形成一種測量儀器三腳架固定裝置設計方案初稿。

2.

已具備的條件，尚缺少的條件及解決方法

已具備條件：模型設計初稿。

盡管我們已擁有了初步設計方案，但仍需根據(jù)項目的用途做可行性調(diào)研，支持現(xiàn)有設計，以實現(xiàn)完成最終設計成果。

尚缺少的條件：

對測量尺的材質(zhì)進行多方測試。

解決辦法：依托能源與建筑工程學院實驗中心及工作室，完成相關模型設計及模擬論證。

三、經(jīng)費預算

開支科目

預算經(jīng)費

（元）

主要用途

階段下達經(jīng)費計劃（元）

前半階段

后半階段

預算經(jīng)費總額

8000

4000

4000

1.

業(yè)務費

5400

2700

2700

（1）計算、分析、測試費

200

100

100

（2）能源動力費

200

100

100

（3）會議、差旅費

（4）文獻檢索費

（5）論文出版費

5000

論文的發(fā)表

2500

2500

2.

儀器設備購置費

3.

實驗裝置試制費

2000

購買材料及輔助用具

1000

1000

4.

材料費

600

打印及裝訂

300

300

學校批準經(jīng)費

四、指導教師意見

導師（簽章）：

年

月

日

五、院系推薦意見

單位蓋章：

年

月

日

六、學校推薦意見

單位蓋章：

年

第2篇：工程測量大學論文范文

關鍵詞 實踐創(chuàng)新 土木工程 培養(yǎng) 3T

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

九江學院屬于地方性本科院校，而土木學院是九江學院下設的一個年輕而富有朝氣的二級學院，是九江學院重點建設發(fā)展的骨干工科院系之一，也是九江地區(qū)乃至贛北唯一的一個專門培養(yǎng)土木工程和城市建設及相關專業(yè)人才的基地。2002年開始招收土木工程的本科生。近年來，隨著我院的迅猛發(fā)展，該專業(yè)的發(fā)展也很迅速，在實踐創(chuàng)新方面有一定的成績。

0 引言

2001年《全國教育事業(yè)第十個五年計劃》首次提出：“今后5到10年，必須堅定不移地實施科教興國戰(zhàn)略，抓緊完成并不斷深化各項重大教育改革，加速教育事業(yè)的發(fā)展，把人力資源作為國家資源的重要組成部分，全面提高國民素質(zhì)，培養(yǎng)大量具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才，千方百計縮小同一些發(fā)達國家的差距，為我國經(jīng)濟、社會的快速、持續(xù)、健康發(fā)展，作出應有的歷史性貢獻?！?/p>

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》提出：“提高教育質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務，全面提高高等教育質(zhì)量，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升科學研究水平，增強社會服務能力，優(yōu)化結(jié)構(gòu)辦出特色?！蓖瑫r，提出了“建設創(chuàng)新型國家的需要，堅持以育人為本，以改革創(chuàng)新為力，以促進公平為重點，以提高質(zhì)量為核心，全面實施素質(zhì)教育?！?/p>

在大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理論研究上，國內(nèi)各高校結(jié)合自身的特點，也提出了相應的人才培養(yǎng)模式和創(chuàng)新機制，對實踐型人才培養(yǎng)的各個方面都進行了相關研究。

國外高等教育在大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面很注重學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，目標明確，方法多樣。比如，培養(yǎng)目標上重視創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)，校企結(jié)合非常緊密；教學內(nèi)容豐富多彩，教學方法注重因人而異，實踐環(huán)節(jié)細致靈活；在課程體系中，理論基礎教學和寬口徑專業(yè)知識的安排合理；鼓勵“雙師型”師資力量的發(fā)展；重視學生動手能力的培養(yǎng)，訓練設備和經(jīng)費充足，學生實踐和評價體系完整等?？傊?，這些經(jīng)驗是值得我們加以借鑒的。

1 構(gòu)建實踐創(chuàng)新體系應注意的問題

實踐創(chuàng)新體系是理論教學及實踐教學環(huán)節(jié)的重要補充，是土木工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的重要組成部分，對培養(yǎng)應用型人才的創(chuàng)新意識、團隊意識、協(xié)作能力、組織能力等方面的能力發(fā)揮著重要作用。在構(gòu)建實踐創(chuàng)新體系的過程中，應注意以下問題：

1.1 高校和教師的影響

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》把"創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式"列為重中之重，把"培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才"作為核心任務，明確了著力培養(yǎng)一大批拔尖創(chuàng)新人才的教育改革發(fā)展目標。

在高校方面，要注意高校實踐管理機制的建立和健全，要通過構(gòu)建新的教學模式、優(yōu)化課程設置、加強實驗實踐教學改革和完善考核方式和考試方法，激發(fā)創(chuàng)新思維，要改善人才培養(yǎng)模式。在教師方面，要注重提高教師的指導能力、創(chuàng)新素質(zhì)，調(diào)動教師的積極性。要完善獎懲制度，完善各種活動機制，完善經(jīng)費保障制度，提供充足的研究條件，引導創(chuàng)新思維，搭建實踐創(chuàng)新平臺。

1.2 大學生自身因素的影響

大學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識是大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主導因素。所以，要考慮如何讓學生從思想上樹立正確的創(chuàng)新價值觀，要加強學校和老師對學生的指導，增強學生將創(chuàng)新意識轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實踐的勇氣和信心。

另外，也要通過宣傳、完善信息傳播路徑、增加實踐活動的類型和數(shù)量等，加強學生對創(chuàng)新實踐活動的認識和了解。

1.3 政府、企業(yè)和社會的影響

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》中明確提出“要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。注重學思結(jié)合，倡導啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學，幫助學生學會學習。注重知行統(tǒng)一，堅持教育教學與生產(chǎn)勞動、社會實踐相結(jié)合。開發(fā)實踐課程和活動課程，增強學生科學實驗、生產(chǎn)實習和技能實訓的成效，充分利用社會教育資源，開展各種課外及校外活動”。

目前，我國高度重視培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才，出臺了一系列的方針、政策，明確提出了對人才培養(yǎng)的要求。因此，政府現(xiàn)在需要做的就是加強監(jiān)管，制定可行的執(zhí)行措施，把相關方針、政策落到實處。

同時，注意校企合作，設立創(chuàng)新基金，建立校企長期合作機制，達到雙贏。另外，也需注意創(chuàng)造良好的社會創(chuàng)新氛圍，提高大學生的實踐創(chuàng)新動力。

2 土木工程專業(yè)的實踐創(chuàng)新體系

在“3T”人才培養(yǎng)模式中，實踐創(chuàng)新體系（Try）是指綜合實踐能力的訓練、創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，包括公益勞動、社會調(diào)查、社會服務、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計及科技創(chuàng)新活動等。

土木學院積極探索土木工程專業(yè)實踐創(chuàng)新體系的基本要求和基本特點，組織開展形式多樣，內(nèi)容豐富的實踐創(chuàng)新活動，以應用型人才培養(yǎng)目標為基礎，組織開展好社會實踐、學科競賽、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)，為豐富土木工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方式提供一定的實踐依據(jù)。根據(jù)土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)規(guī)格和專業(yè)技能要求，我們所構(gòu)建的“3T”人才培養(yǎng)模式下的實踐創(chuàng)新體系如下。

2.1 實驗教學

土木學院實驗中心是目前江西省最為完善的土木工程試驗中心之一?，F(xiàn)擁有實驗用房6900平方米，室外輔助試驗場2000余平方米，固定投資額達3000萬元。下設工程結(jié)構(gòu)與力學、工程材料與土工、工程測量與檢測、工程設計與園林四個分中心。實驗中心確立以“加強動手、突出應用、注重素質(zhì)、立足創(chuàng)新”為指導思想，積極提升教科研水平，力爭把本實驗中心建設為在江西省有一定影響的重點土木工程實驗研究教學基地。

近年來，土木工程專業(yè)的基礎實驗設施得到了學校經(jīng)費的大力支持，全面加強了教學的軟、硬件實驗設備建設，極大改善了實驗教學條件，專業(yè)綜合性實驗和設計性實驗所占比例大幅度提高。目前，實驗室采取開放式管理模式，為學生上機實習、課外科技活動和畢業(yè)設計等教學實驗任務、教學改革、學生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)提供了優(yōu)良的環(huán)境。

2.2 實習、設計

校內(nèi)實踐基地已建成有工程結(jié)構(gòu)與力學、工程材料與地質(zhì)、工程軟件與圖形、工程測量、工程質(zhì)量檢測五個二級中心實驗室，包括工程結(jié)構(gòu)、工程力學、建筑材料、土工、地質(zhì)、模型與構(gòu)造、工程軟件、專業(yè)機房、專業(yè)畫室、工程測量、建筑工程質(zhì)量檢測、裝飾工程質(zhì)量檢測等16個專業(yè)實驗室與實訓基地。

實踐教學是課堂教學的補充形式，生產(chǎn)實習是必不可少的關鍵環(huán)節(jié)，目前已經(jīng)建立了9個校外實習基地。例如與九江市建設監(jiān)理公司、九江市宏信檢測公司等單位建立了良好的合作關系。

在生產(chǎn)實習過程中，學生將自己融入到實際的施工生產(chǎn)實踐中，理論聯(lián)系實際，達到了生產(chǎn)實習的預期效果，并積累了一定的實踐經(jīng)驗。實習基地已成為土木工程專業(yè)產(chǎn)學研結(jié)合的基地，為提高實踐教學水平、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。

2.3 勞動訓練

勞動訓練包括公益勞動、雙學位輔修和崗位資格培訓。公益勞動是直接服務于公益事業(yè)，不取報酬的勞動，是學校勞動技術教育和學生參加社會實踐的一項內(nèi)容。通過安排學生參加力所能及的勞動，培養(yǎng)其良好的素質(zhì)。雙學位輔修是在學習本專業(yè)的同時跨學科門類學習另一專業(yè)的學位課程。通過選修其他專業(yè)，可以幫助學生學習更多的知識，建立完備的知識體系結(jié)構(gòu)。

崗位資格培訓通過各個工種的系統(tǒng)訓練，讓學生在掌握自有知識的同時，和具體崗位更好地銜接起來。土木工程專業(yè)畢業(yè)生除獲本科學歷證書外，還取得了施工員、質(zhì)檢員、監(jiān)理員、造價員和安全員等一項或多項崗位資格證書。由于我院畢業(yè)生具有較高的專業(yè)技能與工程實踐背景，就業(yè)率一直都在90%以上，并且處于上升態(tài)勢，一次性就業(yè)率連續(xù)多年位居全校前列。

2.4 社會實踐

社會實踐包括學科競賽、社會調(diào)查和社會服務三方面。學科競賽是公益性的大學生科技活動，能促進教學改革，加強教育與產(chǎn)業(yè)之間聯(lián)系。目前，我們在探索拓展多種方式開展學科競賽的同時也在主動探索每一類型競賽自身形式的多元化。近年來，我院在土木工程專業(yè)學生中不間斷地開展學科競賽，如“結(jié)構(gòu)模型大賽”、“測量大賽”、“圖形技能大賽”、“數(shù)學建模大賽”、“配音大賽”、“PPT大賽”等。

社會調(diào)查作為培養(yǎng)學生社會工作和科學研究能力的一種教學組織形式，有利于加強學校同社會的聯(lián)系，培養(yǎng)學生分析社會問題的能力和提高思想認識。我院一直以來都積極開展第二課堂活動，例如“沙龍訪談”，通過對熱點話題的調(diào)查和分析，通過邀請相關老師、領導和其他人員，深入討論和探討該內(nèi)容，既開闊了學生視野，也克服了學生進入社會的心理恐懼感。目前“沙龍訪談”已辦了75期。

社會服務是以提供勞動的形式來滿足社會需求的社會活動。通過暑期的志愿活動和實踐，增強學生的社會責任感和社會適應能力。

2.5 科技訓練

大學生科技實踐活動是高校人才培養(yǎng)的一個重要內(nèi)容，是創(chuàng)新人才素質(zhì)教育的實踐環(huán)節(jié)。其目的是培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新意識和科技創(chuàng)新能力，解決學生學習中的理論與實踐的結(jié)合問題，增強實踐動手能力。 我院每年都積極參加大學生實踐創(chuàng)新大賽，學生通過教師的指導完成相應的科研活動，比如論文，模型等。

通過教師的引導，學生可以很好地鍛煉自己的科研能力和實踐活動能力。這是對教學實踐的有益補充，這對學生的學習能力、綜合能力、心理素質(zhì)、應變能力、團隊精神的培養(yǎng)提高也是一次難得的機會。同時，也豐富了創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)模式，具有非常重要的意義。

3 結(jié)語

九江學院土木學院多年來在提高人才培養(yǎng)素質(zhì)、培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力方面開展了一系列的工作，在加大實踐創(chuàng)新活動力度、開展創(chuàng)新實踐活動宣傳等方面做了很多的工作，也取得了一定的成績。因此，構(gòu)建實踐創(chuàng)新體系對培養(yǎng)出滿足地方經(jīng)濟建設需要的合格人才具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 杜朝暉.國外一流大學怎樣培養(yǎng)創(chuàng)新人才[N].教育，2011.23.

[2] 國務院學位委員會辦公室.透視與借鑒--國外著名高等學校調(diào)研報告[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3] 王潔.中原工學院大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究[D].鄭州大學，2012.

第3篇：工程測量大學論文范文

關鍵詞：三維激光掃描；變形監(jiān)測；建筑；應用

中圖分類號： O434 文獻標識碼： A

一、三維激光掃描技術的原理

三維激光掃描技術是通過內(nèi)部的激光脈沖發(fā)射器向目標物發(fā)射激光脈沖，反光鏡旋轉(zhuǎn)，發(fā)射出的激光脈沖掃過被測目標信號接收器接收來自目標體反射回來的激光脈沖，通過每個激光脈沖從發(fā)出到被測物表面返回儀器所經(jīng)過的時間可以獲得被掃描物體到掃描中心的距離，同時掃描控制模塊控制和測量每個激光脈沖的水平掃描角和豎向掃描角，后處理軟件自動解算得出被測點的相對三維坐標(云點)，進而轉(zhuǎn)換成絕對坐標系中的三維空間位置坐標或三維模型。

二、三維激光掃描技術的特點

1、高數(shù)據(jù)采樣率

能高速獲取大面積目標實體的空間信息。應用激光掃描測量技術進行目標實體空間三維信息的獲取速度非?？?，可以實時測定實體表面三維信息，進而可以應用于形變監(jiān)測等領域。

2、非接觸性

三維激光掃描系統(tǒng)是通過發(fā)射脈沖信號和接收被測物體反射回來的脈沖信號對目標表面的形態(tài)信息進行獲取和量測的。因而此過程中不需要人為的接觸到被測量的物體，這使得該技術可以廣泛應用于危險領域和測繪人員不可達到位置的測量等。

3、具有精度高、密度大的特點

激光掃描測量技術能快速獲取大面積的目標空間信息，通過對目標的直接掃描來描述目標特征，使用龐大的點陣和濃密的格網(wǎng)來獲取目標信息，采樣點之間的間距很小。

4、實時性、動態(tài)性、主動性

地面三維激光掃描系統(tǒng)通過主動發(fā)射激光信號，經(jīng)反射棱鏡發(fā)射和接收發(fā)射回來的激光信號來獲得目標信息，不受外部光照、氣壓等條件的限制，能夠全天進行實時觀測。

5、穿透性

激光具有一定的穿透性，能穿透不太濃密的植被等到達目標實體的表面，瞬間獲取目標實體的表面大量點云信息，這些點云信息能描述目標表面的不同層面的幾何信息。

三、變形監(jiān)測實施步驟

1、布設測站

針對建筑物的結(jié)構(gòu)特點及實地環(huán)境，布設合適的測站。為減少工作量，在保證單獨測站間有點云重疊，并且全部測站掃描能涵蓋目標物的同時，選擇盡量少的測站，并將儀器架設在已知的控制點上二代。

2、粘貼標靶

在建筑物周身粘貼合適的反射標靶，通過3個或以上的標靶中心確定的平面作為橫截面提取的基準面。該標靶也是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程中的點云配準的重要信息。

3、采集數(shù)據(jù)

根據(jù)精度和環(huán)境要求，選擇合適的三維激光掃描儀對建筑物進行掃描采集數(shù)據(jù)。為減少內(nèi)業(yè)工作量，提高精度，在前后兩期掃描過程中，可選擇相同的測站，并將儀器架設在相同的控制點上。

4、數(shù)據(jù)處理

在經(jīng)過點云的裁剪、去噪等預處理，并匹配聯(lián)接后,以合適的間距、厚度對掃描數(shù)據(jù)進行截面處理提取切片點云，并對切片點云進行重心擬合，得到該橫截面點云的中心坐標，即為中軸線該處節(jié)點的坐標。

5、變形分析

將前后兩期掃描得到的中軸線節(jié)點坐標進行比較，提取變形信息。同時，為進行對比驗證，可擬合得到兩期掃描中標靶中心確定的基準面的中心坐標，并將兩期坐標進行比較分析。

四、三維激光掃描技術在變形監(jiān)測中的應用

本次被監(jiān)測建筑物為某學校校園內(nèi)一幢教學樓，磚混砌體結(jié)構(gòu)，地面樓層數(shù)為四層，樓高約15.1米，工程竣工期為1991年。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，掃描需在學生上課期間完成，以避免人員行走頻繁對點云數(shù)據(jù)完整性的影像。教學樓東側(cè)為密集房屋，無法進行架設儀器，故本次只針對教學樓的南、西、北三個立面進行掃描，分別在南、西、北三個方向布設3個變形監(jiān)測點，并保證無掃描盲區(qū)，最大限度的保證立面的數(shù)據(jù)完整性。

1、數(shù)據(jù)采集

本次掃描設備采用LeicaScanStationC10三維激光掃描儀，C10三維激光掃描儀是一款高速激光掃描，擁有內(nèi)置400萬像素高清晰相機，300m的遠距離掃描范圍，360°*270°(水平*垂直)的超大視場角，50000點/秒的超高速掃描速度，全中文觸摸式彩色操作界面，讓外業(yè)的數(shù)據(jù)采集過程既簡便高效又可獲得項目需要的數(shù)據(jù)。

C10可以采用四種設站方式：已知測站點和定向點坐標方式；已知測站點坐標和定向方位角方式；后方交會方式；任意設站方式。本項目首次掃描采用第二種方式，假設1號觀測點為已知測站點，2號觀測點方向為定向方位，將掃描儀架設在1號觀測點上，2號觀測點為定向點，測得2號、3號觀測點坐標并保存記錄已備第二次進行掃描。2號、3號測站點的掃描就可以采用第一種設站方式，這樣3站掃描獲得的數(shù)據(jù)就在一個獨立的坐標系中，避免了內(nèi)業(yè)點云拼接的步驟，提高了工作效率。掃描采用中等密度采集方式進行全景掃描(100米處每隔0.1米采集一點)，滿足了變形監(jiān)測的需要。

2、數(shù)據(jù)處理

2.1點云去噪

在數(shù)據(jù)采集中，由于車輛、行人、樹木等因素的影響，我們采集到了很多無用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)稱作噪聲數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)的剔除過程叫做數(shù)據(jù)濾波。噪聲數(shù)據(jù)與有用數(shù)據(jù)點云的區(qū)別在于噪聲數(shù)據(jù)是不連續(xù)的、無規(guī)律的、比較稀疏而雜亂，利用這一特點可以將噪聲數(shù)據(jù)剔除。例如教學樓南面的幾棵大樹，外墻上的空調(diào)等。這些數(shù)據(jù)都會影響到最后的分析成果，所以必須去除。

2.2點云切割

本項目為方便數(shù)據(jù)分析以及后期成果輸出的效果，以教學樓單個外立面為單位進行分析比對，所以需對去噪后的點云進行切割，獲得單面的點云數(shù)據(jù)。

3、數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是利用檢測軟件GeomagicQualify對前后兩期掃描獲得的點云數(shù)據(jù)進行對比分析，兩期同一掃描面中相同位置之間點云的位移，即可視為兩個時期的變形量，并創(chuàng)建出三維彩色偏差圖來量化兩者之間的結(jié)果偏差。

4、結(jié)論

在變形監(jiān)測中，常規(guī)觀測方法是基于點的測量，得到的變形點的變形了起伏較大；而三維激光掃描方法是基于面的測量，測量出的平均變形量起伏較為平緩，更能反映出目標建筑整體的變形情況。采用三維激光掃描技術對建筑物進行變形監(jiān)測，在保證一定掃描距離和點云密度的條件下，數(shù)據(jù)處理結(jié)果能夠滿足變形監(jiān)測的要求。其主要優(yōu)點是可以一次快速、完整全方位采集建筑物的表面數(shù)據(jù)，加快了數(shù)據(jù)采集速度，但也存在著一些問題。

(1)由于現(xiàn)場情況比較復雜，利用三維激光掃描儀進行數(shù)據(jù)采集時，不可避免地存在測量“死角”，例如在教學樓北面有樹木遮擋，未能獲得教學樓北面墻完整的點云數(shù)據(jù)，對點云數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生一定的影響。

(2)在點云去噪時，采用的是人工去噪的方式，有可能會把正確的點云刪除。尤其是在墻面上的電線和門窗等，這些點云數(shù)據(jù)緊貼著墻面，很難根據(jù)噪點數(shù)據(jù)的非連續(xù)性、離散性等特性刪除，增加了去噪的難度和工作的效率，使數(shù)據(jù)分析精度受到影像。將三維激光掃描技術應用于建筑物變形監(jiān)測領域，具有良好的應用前景和可行性。

結(jié)束語

三維激光掃描是利用激光進行高速、實時、自動獲取給定區(qū)域目標表面三維坐標的測量技術，是一種大面積高密度的非接觸式主動測量技術。該技術突破了傳統(tǒng)的單點測量，通過掃描可以獲得高精度的海量點云數(shù)據(jù)，其掃描速度可達數(shù)萬點每秒，且數(shù)據(jù)采集不受天氣條件影響。不同于常規(guī)變形監(jiān)測中離散點的探測，基于三維激光掃描點云的變形探測，往往是面探測。在變形信息提取時，往往采用法向量變形提取、曲面擬合變形提取等方法，在建筑物的變形監(jiān)測應用中存在工作量大，數(shù)據(jù)處理復雜等不足。

參考文獻

[1]吳侃,黃承亮,陳冉麗.三維激光掃描技術在建筑物變形監(jiān)測的應用[J].遼寧工程技術大學學報(自然科學版),2011,30(2):205一208