一种护面块体的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种护面块体的检测方法，涉及工程测量技术领域。所述护面块体的检测方法首先结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系，然后在所述三维坐标系中，利用三维激光扫描仪采集所述护面块体的一期点云数据，每隔一设定时间，使用相同的仪器设备、相同的观测路线和相同的观测方法再次采集所述护面块体的数据信息，获得所述护面块体的新一期点云数据，最后对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。本发明专利技术中激光扫描获取的点云是面测量，点云数据可以对护面进行整体分析，克服了现有护面块体检测技术监测点密度低、以点代面代表性差、测量效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种护面块体的检测方法
本专利技术涉及工程测量
，尤其是涉及一种护面块体的检测方法。
技术介绍
护面块体是覆盖在斜坡堤堤心材料外层的天然块石或人工浇筑的混凝土块体，作用是保护堤心材料不受波浪和水流的侵蚀和破坏，堤前海浪和水流冲上斜坡坡面的护面块体层，进行能量交换活动，从而减弱波浪水流的能量，起到保护堤身的作用。人工护面块体是海岸工程中常见的结构形式，用来衰减波浪并保护防波堤等结构的主体安全，直接承受风、浪、流的作用，有时还要受到台风、大浪、暴潮、强流、冰凌的侵袭，因此，斜坡堤必须具备相应的抵御能力。斜坡堤护面多采用尺寸较大的块石或人工异形块体，主要有扭王字块、四脚空心方块、钩连块等。由于基础沉降、长期波浪力以及地震、船舶碰撞等外力因素，斜坡堤会发生变形和破损，不断积累会导致损毁。目前，斜坡堤检测内容一般包括整体水平位移和沉降，在检测区域内布设一定数量的监测点，采用单点数据采集模式，即点对点的测量方式，以单个点代替一定区域，此种方法受监测点数量限制，代表性差，且护面块体为不规则面松散结构，其变形方式有滑移、翻滚、沉降等多种形式，以面或空间的形式变化。综上，现有检测护面块体检测技术监测点密度低、以点代面代表性差、测量效率低，不适用护面的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种监测点密度高、测量效率高、采用面测量方式的护面块体的检测方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种护面块体的检测方法，包括下步骤：S1：结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系；S2：在所述三维坐标系中，利用三维激光扫描仪扫描护面块体，采集所述护面块体的一期点云数据；S3：每隔一设定时间，重复步骤S2，使用相同的仪器设备、相同的观测路线和相同的观测方法再次采集所述护面块体的数据信息，获得所述护面块体的新一期点云数据；S4：对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。可选的，在步骤S1中，所述平面控制网包括GNSS网、导线网、三角网或边角网，所述高程控制网包括水准网或三角高程网。可选的，在所述三维激光扫描仪扫描前，根据被测量的所述护面块体的地理位置信息设计扫描线路，在用所述三维激光扫描仪扫描所述护面块体的过程中，严格按照所述扫描线路采集数据并实时监控仪器状态，确保采集到的所述点云数据的完整性。可选的，所述三维激光扫描仪包括：地面定点三维激光扫描仪、机载式三维激光扫描仪或背包式三维激光扫描仪。可选的，对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析的步骤包括：基于所述点云数据直接比较算法的数据分析，将所述任意前后两期点云数据直接比较，查看变动区域，并以此自定义重点区域进行单独分析。可选的，对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析的步骤包括：采用特征点和断面线快速识别技术，提取所述任意前后两期点云数据的特征点、断面线，进行精确量化分析。可选的，所述护面块体的检测方法还包括步骤：对所述三维激光扫描仪的漏测区域、所述点云数据的稀疏区域或者所述重点区域采用地面定点三维激光扫描仪进行加密扫描，采集点云数据。可选的，将所述地面定点三维激光扫描仪架设于由所述三维坐标系获得的已知控制点上，并启动所述地面定点三维激光扫描仪采集所述点云数据。可选的，经过点云配准、点云降噪和坐标系转换步骤，将所述三维激光扫描仪采集到的所述点云数据与所述地面定点三维激光扫描仪采集到的所述点云数据融合统一于所述三维坐标系下，得到所述护面块体的完整的点云数据。可选的，所述护面块体的检测方法还包括：对所述三维激光扫描仪及所述地面定点三维激光扫描仪采集到的所述点云数据进行质量检查，若所述点云数据不满足质量要求，则重新采集。在本专利技术提供的一种护面块体的检测方法中，利用三维激光扫描仪扫描护面块体，采集所述护面块体的多期点云数据，在对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。激光扫描获取的点云是面测量方式，克服传统监测以点代面的局限；点云数据可以对护面进行整体分析，还可以发现局部区域的异常状态，对重点监测部位进行精密监测，提高护面监测工作的可靠性；激光扫描不需要事先接触扫描目标，为非接触测量，基于这种优点，检测人员不需要靠近检测对象即可进行测量，可以对危险区域和目标进行测量，保障人员安全，同时，无需埋设监测设备，节约成本；激光扫描为主动式扫描，野外测量工作不受时间限制，可以随时进行作业。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的护面块体的检测方法的步骤流程示意图；图2是本专利技术一实施例提供的三维激光扫描仪扫描护面块体示意图；图3是本专利技术一实施例提供的重点区域面变化过程线；图4是本专利技术一实施例提供的特征点变化过程线；图5是本专利技术一实施例提供的断面线对比图；其中：10-护面块体，20-三维激光扫描仪。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提供一种护面块体的检测方法，图1是本专利技术一实施例提供的护面块体的检测方法的步骤流程示意图，结合图1，所述护面块体的检测方法包括以下步骤：S1：结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系；S2：在所述三维坐标系中，利用三维激光扫描仪扫描护面块体，采集所述护面块体的一期点云数据；S3：每隔一设定时间，重复步骤S2，使用相同的仪器设备、相同的观测路线和相同的观测方法再次采集所述护面块体的数据信息，获得所述护面块体的新一期点云数据；S4：对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。激光扫描获取的点云是面测量方式，克服传统监测以点代面的局限，点云数据可以对护面进行整体分析，还可以发现局部区域的异常状态，对重点监测部位进行精密监测，提高护面监测工作的可靠性。本专利技术克服了现有检测护面块体检测技术监测点密度低、以点代面代表性差、测量效率低，不适用护面的检测的问题。进一步的，在步骤S1中，所述平面控制网包括GNSS网、导线网、三角网或边角网，所述高程控制网包括水准网或三角高程网。结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系，使采集的所有点云数据均统一于同一基准坐标下，方便数据分析。图2是本专利技术一实施例提供的三维激光扫描仪扫描护面块体示意图，如图2所示，在所述三维激光扫描仪20扫描前，根据被测量的所述护面块体10的地理位置信息设计扫描线路，在用所述三维激光扫描仪20扫描所述护面块体10的过程中，严格按照所述扫描线路实施并实时监控所述三维激光扫描仪20状态，确保采集到的所述点云数据的完整性。进一步的，所述三维激光扫描仪包括：地面定点三维激光扫描仪、机载式三维激光扫描仪或背包式三维激光扫描仪。所述地面定点三维激光扫描仪精度高，但效率较低；所述机载式三维激光扫描仪扫描效率高，但精度较低；背包式三维激光扫描仪精度和效率介于以上二者之间。具体实践中选用哪一种三维激光扫描仪可根据扫描精度、效率需求及护面块体的地理位置状况灵活选用。进一步的，将所述三维激光扫描仪架设于由所述三维坐标系获得的已知控制点上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种护面块体的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系；S2：在所述三维坐标系中，利用三维激光扫描仪扫描护面块体，采集所述护面块体的一期点云数据；S3：每隔一设定时间，重复步骤S2，使用相同的仪器设备、相同的观测路线和相同的观测方法再次采集所述护面块体的数据信息，获得所述护面块体的新一期点云数据；S4：对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。

【技术特征摘要】
1.一种护面块体的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：结合平面控制网与高程控制网建立三维坐标系；S2：在所述三维坐标系中，利用三维激光扫描仪扫描护面块体，采集所述护面块体的一期点云数据；S3：每隔一设定时间，重复步骤S2，使用相同的仪器设备、相同的观测路线和相同的观测方法再次采集所述护面块体的数据信息，获得所述护面块体的新一期点云数据；S4：对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析，并由此判断所述护面块体的在役状态。2.根据权利要求1所述的护面块体的检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述平面控制网包括GNSS网、导线网、三角网或边角网，所述高程控制网包括水准网或三角高程网。3.根据权利要求1所述的护面块体的检测方法，其特征在于，在所述三维激光扫描仪扫描前，根据被测量的所述护面块体的地理位置信息设计扫描线路，在用所述三维激光扫描仪扫描所述护面块体的过程中，严格按照所述扫描线路采集数据并实时监控仪器状态，确保采集到的所述点云数据的完整性。4.根据权利要求1所述的护面块体的检测方法，其特征在于，所述三维激光扫描仪包括：地面定点三维激光扫描仪、机载式三维激光扫描仪或背包式三维激光扫描仪。5.根据权利要求1所述的护面块体的检测方法，其特征在于，对所述护面块体的多期点云数据中的任意前后两期点云数据进行比较分析的步骤包括：基于所述点云数据直接比...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴强，刘宏，吴彬，王朝金，潘才官，吴升涛，赵志冲，汪波，邱焕光，汪俊，
申请(专利权)人：上海达华测绘有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31