隧道三維激光掃描點云數據拼接技術研究

摘要：三維激光掃描技術可以實時、準確、全方位獲取隧道空間變形數據，進行隧道監控量測，對施工變形分析和反分析，進行隧道施工風險預警預報，指導信息化施工，但點云數據的拼接質量直接影響到監測結果，該文對點云空間信息，幾何特征信息，影像信息等進行分析，提出基于幾何特征信息的拓撲拼接方法，工程實踐表明，拼接質量好，誤差小，速度快，適應于隧道監測信息化管理的要求。

關鍵詞：激光掃描儀 監控量測 信息化

目前我國的隧道變形監測方法一般采用手工作業模式，監測量需多名監測人員同時作業，由于監測項目多、線路長、測點多、觀測頻繁和數據量大，使得監測數據處理、分析和資料管理等工作滯后，不能及時快速地反饋監測信息，指導隧道信息化施工，嚴重的影響了隧道等地下工程的監測工作開展和技術的發展。隨著隧道及地下工程修建技術不斷提高，信息化施工已成為地下工程發展的必然趨勢，三維激光掃描技術可以實時、準確、全方位獲取隧道空間變形數據，進行隧道施工變形分析和反分析，對隧道施工進行風險預警預報，指導隧道信息化施工，也必將成為隧道監控量測的主要發展方向。

1 點云數據的獲取

隧道工程為一狹長結構，施工安全步距一般為幾米至幾十米，三維激光掃描儀的點云掃描密度是隨著掃描距離的增加而下降的，所以在隧道有限的管狀空間內，為了保證有充足的點云數據用于提取隧道的形變信息，通常每個測站所獲取的點云數據中有效范圍只有幾十米，這是隧道特殊結構下不可避免的特殊問題。……