【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维激光扫描
，特别涉及一种基于三维激光扫描的变形监测坐标基准建立方法及装置。
技术介绍
随着城市日新月异的建设步伐，高层建筑、大型桥梁、基坑工程得到了迅速发展。在施工及运营过程中，准确获得标的物的变形值是保证安全和进行安全评估的重要手段，而如何高效、准确测定变形值一直是测绘工作者的努力方向。目前，在变形监测中主要采用三维激光扫描技术。三维激光扫描是一种新的测量技术，具有速度快、精度高、非接触、能够建立三维点云模形等特点，近年来广泛应用于多个领域。传统监测手段多采用全站仪、水准仪的测量手段，需要事先埋设监测点位，其特点是单点式监测，其监测点少，难以发现无监测点区域的变形情况，而一旦破坏会严重影响成果的连续性。目前三维激光扫描可以获得被测量物体表面大量的三维点云数据，改变了传统的单点变形观测模式，使传统的“点测量”方式变为“面测量”方式。因此，将三维激光扫描技术应用于变形监测工作，具有传统测量方法无法比拟的优势，具有重要的现实意义。此外，变形监测的关键是建立稳定的测绘基准，利用此基准将施工前的监测对象进行测量，获得测量坐标点作为初始值。随着施工的进行，按计划周期利用此基准对监测对象进行多次测量获得每次测量的坐标，与初始值进行比较获得每次的变化量。该变化量即为变形监测的变形值。稳定的基准如何建立，是关系到变形测量数据是否可靠的基础。目前，三维激光扫描在变形监测工作中需要布设“标靶”...
【技术保护点】
一种基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，利用三维激光扫描仪对变形体及周边建筑物进行扫描，获取三维点云数据；步骤S2，利用所述三维点云数据建立所述变形体及周边建筑物的三维模型；步骤S3，对所述三维模型中的三维点云数据依据空间共面性进行分片，获取多个点云面片；步骤S4，从所述多个点云面片中选择符合预设条件的两个互相垂直的点云面片，其中，选取的每个所述点云面片均为竖直面，分别记为第一竖直点云面片和第二竖直点云面片；步骤S5，选取水平面，所述水平面与所述第一竖直点云面片和第二竖直点云面片相交，根据所述第一竖直点云面片、第二竖直点云面片和所述水平面的相交线建立变形监测坐标系。
【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，利用三维激光扫描仪对变形体及周边建筑物进行扫描，获取三维点云数据；
步骤S2，利用所述三维点云数据建立所述变形体及周边建筑物的三维模型；
步骤S3，对所述三维模型中的三维点云数据依据空间共面性进行分片，获取多个点云
面片；
步骤S4，从所述多个点云面片中选择符合预设条件的两个互相垂直的点云面片，其中，
选取的每个所述点云面片均为竖直面，分别记为第一竖直点云面片和第二竖直点云面片；
步骤S5，选取水平面，所述水平面与所述第一竖直点云面片和第二竖直点云面片相交，
根据所述第一竖直点云面片、第二竖直点云面片和所述水平面的相交线建立变形监测坐标
系。
2.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，
在所述步骤S3中，所述对三维模型中的三维点云数据依据空间共面性进行分片，包括如下
步骤：
对判断位于同一面片上的三维点云数据设置相同的属性值，将属性值相同的三维点云
数据划分为一个点云面片。
3.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，
在所述步骤S4中，所述预设条件为:在基坑开挖过程中，没有发生水平位移、竖直位移和
变形。
4.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，
在所述步骤S5中，所述建立变形监测坐标系，包括如下步骤：
计算所述第一竖直点云面片和所述第二竖直点云面片的第一相交线，定义所述第一相
交线为所述变形监测坐标系的Z轴，其中，所述Z轴的正方向竖直向上；
选择位于同一水平线上的多个特征点，根据所述多个特征点拟合直线，计算通过所述
直线且与所述Z轴垂直的平面作为所述水平面，定义所述水平面与所述Z轴的交点为所述
变形监测坐标系的原点；
计算所述水平面与所述第一竖直点云面片和第二竖直点云面片相交的第二相交线和第
三相交线，定义所述第二相交线和第三相交线分别为所述变形监测坐标系的X轴和Y轴。
5.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的变形监测坐标系建立方法，其特征在于，
在所述步骤S5之后，还包括如下步骤：将所述三维激光扫描仪每次扫描所述变形体得到的
坐标，统一到所述步骤S5建立的变形...
【专利技术属性】
技术研发人员：李维功，石俊成，王永跃，浦石，薛德君，李富荣，付翔宇，王笃礼，
申请(专利权)人：中航勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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