一、地下工程测量时仪器采用的激光对点给向装置（论文文献综述）
司梦元[1]（2021）在《基于地面三维扫描的桥梁空间变形监测方法与应用研究》文中认为桥梁结构变形监测作为桥梁结构健康监测系统的重要组成部分,是对桥梁结构承载力评估及安全性评价的重要指标。目前,桥梁结构变形测量仍停留在传统的接触式与非接触式的单点测量方法上,而这些方法普遍存在工作量大、周期长、工序繁琐等缺点,且仅能获取有限监测点的数据。三维激光扫描技术的出现,打破了传统的点对点测量理论,弥补了现有测量技术的不足,能够实现对桥梁整体空间几何状态的高精度测量。基于此,本文将地面三维激光扫描技术应用到桥梁变形监测领域中,从控制扫描测量误差入手、优化数据处理算法、提高数据的处理精度,旨在研究基于地面三维激光扫描技术的桥梁空间变形监测方法,实现对桥梁结构的高精度量化分析。本文主要完成以下工作:（1）阐述了三维激光扫描技术原理及特点,针对扫描测量中误差因素多等特点,对扫描测量误差源进行分类分析,并设计点位精度试验探索扫描距离、扫描分辨率对点位精度的影响规律。（2）对点云数据的相关预处理算法进行研究,同时将点云降噪算法进行了改进。针对传统的基于无特征配准的ICP算法受点云重叠度影响大、配准精度难以保证以及基于标靶特征的配准方法受距离及边缘效应影响而存在的局限性,提出了一种基于三棱锥标靶特征配准的方法,并通过实验验证了其数据配准的精度及可行性。（3）设计了变形精度实验,对研究所用的Leica Stationscan P50三维激光扫描仪在不同扫描分辨率及不同距离下的变形测量精度进行了探索,实验表明:在实验条件下,采用高扫描分辨率进行变形监测时,测量中误差在0.1mm内,但随着扫描分辨率增大到一定程度,会导致测量误差随机性增大,而在100m内扫描距离对平面变形测量精度无显着影响,总体中误差在0.1mm内。（4）以桥梁散乱点云数据为对象,对点云数据分割及平面拟合基础算法进行研究。结合桥梁结构点云数据特点,进行了特征线提取算法及桥梁底面线形提取算法研究,提出了一种基于滑动窗口法的精确变形量提取方法,并将其应用到实验室钢筋混凝土拱的加载实验中,将扫描测量数据与百分表实测数据进行比较,验证了本文数据处理方法的可行性与准确性。（5）依托于轨道交通的连续刚构桥荷载试验工程,对三维激光扫描技术用于桥梁变形监测的方法进行了应用研究。采用点云间的3D比较方法以及桥梁变形提取算法,对不同荷载工况下的桥梁状态进行整体空间变形分析以及竖向位移精确量化分析,得到了桥梁结构整体空间变形趋势以及精确的竖向位移变形量。（6）通过桥梁特征提取算法对桥梁全局点云分析得到实桥几何特征,对设计模型进行几何偏差修正,建立了符合桥梁实体几何特征的有限元模型。将实测变形与通过计算得到结构的理论变形数据进行对比,对桥梁的结构刚度进行了评估。应用结果表示,三维激光扫描技术应用于桥梁的变形监测是可行的且具备较高的精度。研究表明,通过采用合理的变形监测方法最大程度的提高扫描测量精度,能够实现对桥梁结构进行高精度变形监测和整体性分析。将三维激光扫描技术应用到桥梁的变形监测中是切实可行的,且具备高精度、整体性、连续性等数据优势。该方法的成功应用,对三维激光扫描技术在桥梁监测领域的深度应用有积极的意义。
王照远[2]（2020）在《多传感器集成的隧道病害检测方法研究》文中认为我国隧道的数量和里程都位居世界第一,隧道安全与人民生活和社会经济发展息息相关。隧道运营过程中会出现各种影响安全的病害,现有人工检测效率低、安全风险高,难以满足大规模高速、高效、高精度隧道检测。研究一种自动化的快速、高精度隧道检测技术具有非常现实的应用价值。本文对隧道检测系统、隧道三维点云处理和隧道衬砌图像处理进行了系统研究,主要内容如下:（1）研究了多传感器集成的隧道病害快速检测方法。分析了动态条件下利用CCD相机和红外相机阵列采集隧道衬砌灰度和红外图像的数据特征,以及隧道病害评定中存在的问题与问题出现的原因;研究了激光雷达测量隧道三维的特点,分析了三维点云建模的影响因素。为了更好的采集隧道衬砌图像,设计了衬砌图像数据采集策略。（2）针对附属构造物影响隧道三维建模,以及导致阵列相机物距计算错误的问题,设计了一种新的附属构造物噪声去除方法,并使用了新的方式实现了隧道点云三维重建。将隧道点云分段,求出每个分段的标准横断面,利用标准横断面重新构建该分段,再拼接各个分段,有效的去除附属构造物噪声;将隧道三维点云展开成平面点云数据,利用三角剖分算法构建平面点云中点与点之间的三角关系网,再将三角关系网应用于实际三维点云,实现隧道高精度三维模型的获得。对点云数据的这些处理,解决了阵列相机动态物距计算的难题。（3）针对动态测量中传感器相对位移引起相邻图像错位问题,设计了一种基于几何关系与数据特征的隧道衬砌图像拼接方法。基于图像采集时的几何关系粗定位隧道衬砌灰度图像在全景图中的位置,对于质量较好的图像,利用SURF算法,对相邻图像进行高精度图像配准,以更新图像在全景图中的位置,提高拼接精度,实现了隧道衬砌图像的快速、高效拼接。研究成果原型装备已经在国内二、三车道隧道检测中应用,能够实现隧道裂损类病害、水害和冻害的检测,点云处理方法能够较好消除隧道附属构造物噪声影响和重建隧道三维模型;序列影像拼接方法能够实现衬砌断面图像拼接,满足隧道衬砌裂缝识别要求。
潘东东[3]（2020）在《复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用》文中研究指明岩溶地区地下工程施工通常伴随着复杂的地质条件,岩溶裂隙-管道纵横交错,地下水径流条件异常复杂,导致突涌水灾害频发且治理难度极大。在地下工程突涌水灾害治理中,注浆是最常用的方法,浆液的扩散运移规律对工程设计和施工具有重要的意义。由于岩溶介质的复杂性导致浆液扩散过程极具隐蔽性,其扩散规律无法被直观的判定,因此复杂岩溶介质三维地质模型的构建是开展注浆扩散机理研究的基础。另一方面,岩溶地区工程地质环境复杂多变,浆液在动水条件下的扩散规律及封堵机理缺乏有效的研究手段,数值计算方法可以实现浆液扩散过程的可视化仿真,但是浆水相互作用理论不完善限制了其推广应用。此外,岩体介质的不同必然导致浆液扩散过程产生较大差异,其中所涉及的注浆扩散理论也将不同,针对复杂的岩溶裂隙-管道介质目前尚缺乏一种统一的注浆模拟分析方法。针对上述问题,本文以理论分析、数值模拟及试验验证为主要研究手段,提出了一种确定与随机相结合的复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质建模方法,建立了一种统一的裂隙-管道介质动水注浆扩散模拟分析方法,并开展了数值方法的验证及应用研究,以期为实际工程浆液选型、注浆参数确定以及注浆工艺优化提供理论依据。本文的主要研究工作及成果如下:（1）根据节理、层理在岩体表面的出露特点分别进行数据采集,利用区域生长算法提取面状节理的产状信息;结合三维空间点云数据以及真实图像数据开展人工干预的半自动线状层理信息采集。从几何学、地质统计学的角度给出三维空间中复杂结构面的分组、空间密度分布函数,并编制相应的计算程序,完成裂隙网络模型构建,最终提出了一种裂隙网络确定-随机识别与建模方法（DSIM-Deterministic-Stochastic Identification and Modelling）,降低了岩体内部的不确定性。利用ICMC（Improved Coupled Markov Chain）理论建立了考虑地层变异性的裂隙岩体模型,利用傅里叶变换方法实现了粗糙管道表面模型构建。在现有三维空间数据可视化技术基础上,针对性的开展了石灰石矿山三维空间数据建模分析,探索研究了多源复杂空间数据的一体化管理、空间分析等关键技术,为注浆扩散模拟分析提供了基础模型。（2）提出了注浆分序扩散固化模型与数值模拟方法（SDS-Sequential Diffusion and Solidification）,将注浆过程离散为一个分序扩散固化过程,比传统方法具有明显优势,不同序次浆液注入后服从各自的粘度时变函数,合理表征了浆液粘度变化的时间特性;并基于计算流体力学、多相流理论,追踪和更新不同序次浆液注入后的空间位置变化,进而合理表征了浆液粘度变化的空间特性,最终解决了浆液黏度时空双变难以表征和数值实现的难题。基于SDS方法建立了以粘性不可压缩多相流模型为基础,并采用流体体积法在固定欧拉网格下追踪分序相界面的移动,引入逆梯度处理方法确保了分序相界面的尖锐性,利用通量修正传输算法保证了分序次浆、水相分数的有界性,进而解决了分序次浆、水相界面的精细刻画与界面追踪问题。针对浆液固化期粘度指数增大计算不收敛的关键问题,基于实验测试和理论研究,提出了浆液固化期粘度阈值模型,解决了考虑粘度时空双变、浆液扩散区域空间搜索及浆液扩散形态追踪等复杂问题并存条件下的计算收敛性问题,实现了动水注浆过程浆液扩散与相变固化过程模拟。SDS方法采用统一的多相流理论和数值算法表征不同序次浆液和水的相互作用,模型和数值算法不依赖于被注裂隙或管道的介质特征,同时适用于裂隙层流、裂隙紊流和管道紊流,因此,SDS方法和处理思想统一了裂隙-管道介质的动水注浆模拟分析,避免了不同介质采用不同模型和算法带来的介质耦合模拟问题,实现了裂隙-管道介质浆液扩散过程粘度-压力-速度时空演化全过程仿真分析。（3）开展了 SDS方法在静水、动水条件下裂隙介质的有效性及可行性分析,探究了动水流速对注浆压力的变化、浆液的逆流扩散距离以及顺流扩散形态的影响规律。该模型较为真实的刻画了裂隙动水注浆扩散沉积形态,并进一步在工程尺度验证了该模型在溶蚀宽大裂隙、三维复杂裂隙网络注浆扩散机理研究方面的适用性及可行性。利用管道动水注浆模拟试验系统,开展了速凝类浆液动水注浆室内试验研究,对比验证了 SDS计算方法在管道型动水注浆模拟方面的有效性及可行性,并进一步在工程尺度验证了 SDS方法在粗糙管道动水注浆扩散机理研究方面的可行性,为揭示工程尺度管道介质动水注浆封堵机理提供了合理有效的方法。（4）针对大流量岩溶管道动水注浆封堵难题,利用SDS模拟分析方法揭示了控流降速及双孔联合注浆的作用机理,以期为实际注浆生产提供理论基础,优化注浆设计方案,为合理浆液选型提供依据。管道控流降速以及双孔联合注浆堵水机理方面的研究成果应用于广西平南特大涌水治理工程,指导了注浆方案的设计,实现了大流量岩溶管道的成功封堵,解放了水害影响下的矿产资源。
王海东[4]（2020）在《融合前后视三角高程/陀螺定向的倾斜巷道贯通测量技术研究》文中认为受矿山内部地形、煤层地质结构、开采方案及进度控制、煤炭运输等因素的影响,我国很多地区的矿山巷道设计成倾斜巷道。不同于典型的垂直和水平类型的巷道,倾斜巷道主要用于矿井水平间煤炭、矸石、材料、设备和人员的提升运输。斜巷运输系统由绞车、轨道、提升钢丝绳、串车组、斜巷安全设施及信号系统等组成。斜巷运输过程中出现的连接装置断裂、矿车和皮带运输设备的频繁磨损等“跑车”事故都与前期倾斜巷道坡度设计以及贯通测量的精度和工艺有着必然的联系。倾斜巷道的精密、准确、高质量的贯通测量对矿区的安全、高效、节能等环节起着至关重要的作用。本文主要针对山西省朔州市平朔矿区安太堡露天矿开采过程中倾斜巷道的贯通测量的关键技术进行研究。研究高精度GNSS控制网构建方法、井下陀螺精准定向方法和特殊的三角高程测量方法,探讨主要的误差来源于改正方法,采取分布平差与整体平差相结合的方法,减弱误差对导线边最弱点的影响,最终达到巷道贯通测量的精度规范。进而提高该矿区的倾斜巷道贯通的精度水平,保障矿区生产的安全性,提高矿区后续建设及维护的可持续性及能源利用节约性。针对山西中煤集团安太堡露天矿倾斜巷道贯通测量与开采的特殊情况,拟解决的关键问题有:（1）地面控制点与国家坐标系不统一,以及前期开采地表沉陷引起的破坏问题。（2）井下倾斜巷道距离较长,遇到特殊类型的倾斜巷道,比如急倾斜巷道,依靠传统的全站仪联系测量手段难以保障最终的贯通精度。与传统井下贯通测量相比,本课题的主要创新之处主要在于:（1）在地表GNSS控制网建设过程中,提出基于穷举法和投票法的矿山控制点粗差探测方法,快速准确地探测出被移动或者被破坏的地面控制点,并在数据处理过程中对其进行有效纠正。（2）在井下三角高程测量过程中的急倾斜和阶梯形地段,提出一种前后视的三角高程测量模式,可以有效消除全站仪测距的固定误差,同时还可以消除全站仪仪器高i的量取误差对测量结果的影响。（3）在井下导线测量过程中,引入陀螺定向方案提高井下长导线测量的精度和稳定性。在安太堡煤矿二号井运输巷道开展了基于陀螺定向提高井下导线控制精度的实验项目。在此项目中,除了计划中的陀螺定向技术之外,尝试利用本文研究的地面控制点粗差探测方法、前后视三角高程测量方法进一步提升井下巷道贯通测量的精度。验证过程主要采用三种方法:○1全站仪+水准仪;○2全站仪+水准仪+前后视三角高程测量;○3全站仪+水准仪+前后视三角高程测量+陀螺仪定向。在贯通点的对比结果表明,采用传统的全站仪+水准仪的测量方法,巷道贯通点存在超出限差的风险。应用本文提出的方法,平面和高程贯通精度都得到了明显的提升,达到国家规范的要求。
王腾飞[5]（2020）在《激光测距仪应用于隧道变形监测的试验研究》文中指出隧道施工过程中,最容易得到而且最直接反映隧道开挖后稳定情况的监测数据是拱顶下沉及净空变化,它也是隧道监控量测中的必测项目。工程监测发展方向是在线监测,因此,选择经济、实用的在线监测设备与方法,进行隧道变形监测显得尤为重要。《城市轨道交通工程监测技术规范》中,激光测距仪作为净空变化监测中的设备,要求其精度应优于±2mm。但是,《铁路隧道监控量测技术规程》隧道变形监测方法中,没有将激光测距仪列为隧道变形监测中的设备。规程中要求监测拱顶下沉和隧道净空变化的设备精度为0.5-1.0mm,一般激光测距仪很难达到此精度。本研究通过标定、校准等方法,提高激光位移测距仪的监测精度,使其达到《铁路隧道监控量测技术规程》中的精度要求,为铁路隧道实现在线监测提供设备及技术支持。激光测距过程中,不可控的隧道空间环境因素（温度、湿度、光照、风速、粉尘浓度、透光度、机械的振动频率等）会对测距精度造成影响。激光测距过程中,环境因素对测量精度影响的研究与常规尺寸测量过程中环境因素对测量精度影响的研究相比具有显着特征:测量精度高、环境不稳定、影响因素等等,研究激光测距过程中环境因素对测量精度影响具有重要的实意义。利用精度为0.01mm收敛计与激光测距仪同时监测隧道净空变形值,寻找影响其精度的主要的环境差值因子,并通过试验探究每种环境因子对其影响的具体规律。最终实现实时在线监测的差值修正,从而实现高精度激光测距,以满足《铁路隧道监控量测技术规程》中对变形监测的精度要求。
张天[6]（2020）在《移动激光扫描技术在地铁隧道中的工程应用研究》文中进行了进一步梳理近年来,城市扩张速度越来越快,伴随着而来的是地铁在交通出行中占比越来越大,对地铁隧道结构变形监测的需求也越发严格。常规接触式测量与采用全站仪为主的测量方式测量效率较低,通过人工搬运仪器的方式在地铁隧道内不停往前推进监测,外业工作量较大。三维激光扫描技术的出现,使得隧道全断面快速测量成为可能,但由于地铁隧道结构狭窄与测量作业干扰较多,固定式三维激光扫描技术不能广泛应用。利用轨道便捷性与三维激光扫描技术组合移动式激光扫描技术应需求诞生,但是目前国内外关于移动式激光扫描技术在地铁监测方面的研究十分匮乏,如何利用其两者特点,把高效率与高精度的特点结合,成为重要的研究方向。有鉴于此,本文围绕激光扫描技术,将轨道移动小车、三维激光扫描仪两者结合。三维激光扫描仪的线扫描模式负责记录隧道断面信息,小车搭载的里程计记录前行距离,从而实现三维空间的复原,极大的提升了外业测量的效率。本文根据移动激光扫描的原理,从数据收集、存储与后处理的角度进行了误差分析。针对里程计数据记录特性,通过双里程记的模式,改正里程数据。其次,考虑到扫描仪与隧道存在的三向小角度误差,将其划分为仪器前行向误差,扫描仪与隧道顶的倾斜误差与左右横向误差,这些误差都会在点云模型中一一体现,具体表现为:在隧道平铺图中管片间连接缝会呈现扭曲错位的现象,可以根据环缝在平铺图中的像素高度、宽度差,对扫描线点云进行误差纠正。最后,对隧道每一环采取切分断面的模式进行收敛计算,对比分析了圆、椭圆与多项式的最小二乘法拟合结果,确定椭圆拟合方式与10mm厚度为一组的断面切分方式。为了验证该方法的可行性,本文依托上海地铁隧道监护项目,对工程影响下的临近地铁隧道进行了全程的移动激光扫描测量测试,利用采集的数据分析在实际工程中的应用效果。与此同时,对上海地铁13号线隧道进行了全线的移动激光扫描测量,通过与同年的长期收敛数据对比,验证移动测量模式的稳定性与精确性。
吴桂池[7]（2020）在《基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测研究》文中认为随着社会的发展,地下空间的开发利用成为城市建设的重点。在盾构隧道的修建技术不断提高的同时,信息化施工已成为地下工程的必然趋势,而工程的实时变形监测也将发挥更为重要的作用。其中三维激光扫描技术相比传统的接触类监测方法、全站仪监测方法,具有监测效率高、对光线的要求低、架站方便、无需布设测点、采集数据广、获取断面整体三维模型等优势。本文通过地面三维激光扫描技术的隧道断面现场监测与数值模拟分析方法,重点研究了三维激光扫描用于隧道断面监测的优势与可行性应用;而施工荷载是隧道断面变形的重要影响因素,因而模拟分析盾构开挖过程中注浆压力、千斤顶推力、土仓压力三个因素对隧道断面变形的影响;将扫描结果与数值模拟结果对比分析,得到管片衬砌的变形规律,对隧道进一步施工的安全稳定做出预测,以及对盾构开挖过程进行信息化指导与建议。主要研究工作如下:（1）对点云坐标计算理论、ICP算法、RANSAC算法、最小二乘法理论相结合的数据采集与处理理论进行归纳与分析,制定了管片衬砌变形的扫描方案与后处理方法。并对盾构机选型、管片设计、施工荷载计算理论进行了介绍。（2）不同施工荷载对管片衬砌变形的影响研究。通过工程地质调查和数值模拟方法得到盾构隧道的开挖模型,运用有限元软件Midas GTS NX分析了盾构开挖过程中管片衬砌的变形规律,进一步选取千斤顶推力、注浆压力、土仓压力三个影响因素,得出在合理范围内管片变形量大小与千斤顶推力大小成正比、与注浆压力大小成反比、与土仓压力大小无关的变形规律。（3）不同施工阶段下盾构管片衬砌变形影响研究。运用三维激光扫描技术,通过对盾构开挖、盾构停工与盾构开挖贯通三个施工阶段的监测点云数据拟合曲面模型,选取25个断面进行对比分析管片衬砌的变形,得到衬砌管片的基本变形形式为拱顶下沉、拱底上浮、两侧拱腰外扩,管片的变形逐渐趋于稳定,并满足管片变形的限值要求,以及拱顶为隧道安全稳定最重要的监测点。（4）三维激光扫描信息化指导。将监测数据与数值模拟数据对比分析,对隧道进一步施工的安全稳定做出预测,以及对盾构开挖过程中控制千斤顶推力的大小、保证注浆压力的均匀性、维持开挖面土仓压力的平衡等现场施工进行信息化指导与优化。
汪金花[8]（2020）在《井下GRPM定位方法的磁数值特征分析与匹配算法研究》文中进行了进一步梳理目前井下定位系统有RFID、Zigbee等定位技术,这些定位系统能够及时、准确地将井下各个区域人员和移动设备情况的动态反映到地面指挥管理系统,帮助管理者合理地开展调度和管理工作。虽然这些技术在井下矿山中广泛应用,但在实际应用中也存在着不足的地方。比如现有井下定位系统属于被动式定位的技术架构,定位过程依赖于井下供电和通讯系统。一旦井下出现供电或信号不稳定的情况,定位系统就不能正常工作,无法满足突发状况下的应急定位和救援定位的要求。针对现有井下定位系统存在问题和不足,从应急定位和主动式定位的角度,提出了一种地磁匹配与射频组合定位方法,简称GRPM（Geomagnetic and Radio Positioning Method）井下定位方法,并对GRPM定位原理、井下地磁场变化扰动规律、井下地磁图适配性及匹配算法方面展开了研究。在地磁指纹匹配原理的基础上,引入巷道标签识别初定位,形成了GRPM井下定位的原理,构建了标签识别与地磁匹配过程的数学模型。按照主动式定位的原则,进行了GRPM井下定位系统硬件和软件的需求分析,设计了GRPM定位原形系统的整体架构、主要功能,以及与已有定位方法的共享机制。井下地磁场变化特点和规律是GRPM地磁匹配定位的基础。根据井下巷道长线型的结构特点,选取了地面道路、大型构建物的楼道、实验矿井巷道、地下救护演习巷道及金矿井下巷道为试验场地,布设了地磁测量的基准线和监测点,采用ENVI-PRO质子磁力仪和FVM-400磁通门磁力仪等设备,进行了地磁图测量、日变监测、噪声扰动地磁监测等基础试验。通过对试验数据去噪处理和统计分析,获得了井下地磁场随着空间和时间变化的规律。研究表明,井下地磁场随着空间变化而变化,实测地磁值不是一个常数,会随着时间、周围设备的工作状态而发生波动,波动噪声水平从几十纳特到上千纳特不等。巷道地磁图的适配性是地磁定位匹配法则的基础。针对井下巷道带状地磁图的特点,引入变异系数和粗糙方差比特征指标,建立了井下地磁图适配性的特征体系。通过对井下磁总场与磁分量适配性评价结果的相关性分析,研究发现巷道的磁总场只与XYZ磁分量的某一个或两个适配性的评价结果一致。引入多元线性回归的估值定权因子,改进了多因素联合的适配性评价方法,解决了适配性评价阈值不确定的问题。适配性评价试验结果表明,改进后回归分析的适配性评价的总体准确率达到了80%,评价效果较好。实测地磁值扰动噪声大会直接导致地磁匹配失败或者匹配精度低。针对井下地磁场实测地磁值扰动噪声大的特点,利用欧氏距离和向量内积的数学度量方法,建立了二维磁特征参量联合距离匹配模型（MPMD,Multi-Parameter Matching Model of Least Magnetic Distance）算法。选取不同适配性的巷道地磁图,进行了匹配算法适应性的仿真试验研究,从匹配精度、匹配速度和鲁棒性方面测试了MPMD算法的性能。研究结果表明,在200n T、400n T和600n T高噪声磁扰动的情况下,MPMD匹配概率仍达到90%以上,匹配的鲁棒性强,能够满足井下定位的要求。论文构建的GRPM定位方法是主动式的技术架构,定位过程相对独立,不易受到地下网络和供电的制约,稳定性好,可以作为现有井下定位系统应急定位的补充。论文研究的井下带状区域的地磁场变化与扰动规律和二维MPMD匹配模型,为井下GRPM定位方法的实际应用提供了理论基础,对井下智能化避险和救援的发展具有十分重要的意义。图73幅;表55个;参153篇。
王珂[9]（2019）在《三维激光扫描技术在地下洞库中的应用与研究》文中研究表明面对日益增长的能源消耗,石油储备的多少直接影响了国家的经济发展和政治地位。自上个世纪70年代以来,我国建设了多个国家战略石油储备的大型地下洞库,但大型地下洞库的容量测量方法的研究尚不成熟。石油的储备形式分为地上储罐、地下储罐和地下洞库。其中地下洞库聚有造价低、管理费用低、节约占地、不污染环境等优点而被广泛利用。但由于发展时间较短,不仅有选址和设计上的问题需要研究解决,而且在地下洞库的测量中也面临很多地面测量没有的问题。受到地下实际地形条件的限制,传统的全站仪测量作业效率低,测量精度不够、并在实际操作中收到很大限制。三维激光扫描技术是近年来迅猛发展起来的新型测绘技术,是一种可以做到实景复制新型技术,具有非接触、高精度、快速采集点云数据等优点,其应用在各个领域得到广泛应用。该技术不仅减轻了测量工程的强度,而且能够完整扫描实物并高精度重建三维形态,无需对扫描物体做任何操作,提高了工作效率,真正实现无接触测量。随着激光扫描技术的日臻成熟并被逐步应用于地质勘探的工作中,激光点云正成为重建工作中的重要基础数据收集手段,运用三维激光扫描仪来工作测量并处理分析数据,对洞库进行容积计算,解决了大型地下储油洞库容量计量方法数据量大、计算较繁琐等问题。本文在分析三维激光点云数据特点的情况下,对地下洞库的三维构建和洞库容积进行了研究。主要研究内容如下:针对地下洞库复杂的三维结构,本文在分析点云数据特点和总结国内外参考经验的基础上,设计了一套完整的地下水封洞库三维建模的技术方法。文中首先结合地面激光雷达的数据特点和扫描场景的复杂特性,在经过数据预处理的基础上,采用一种人工选取特征点和标靶自动配准的半自动点云拼接方法以获取完整的洞库场景数据。其次,采用Autodesk 3Dsmax软件建立三维模型,并结合纹理映射、灯光渲染等技术,使三维模型具有材质纹理,更具有立体感真实性。文中结合中国某PO/AE一体化研究场地的三组水幕洞室验证了方法的有效性。
林明才[10]（2019）在《基于隧道断面相对变形率判定围岩稳定性研究》文中研究指明随着改革开放带来的经济活力,我国交通基础设施进行了大规模的建设。现如今为完善我国基础设施体系,建设重心也由我国东部地区逐渐转移到地质情况更为复杂的西部地区。这就对隧道建设提出了更多更高的要求。近年来,我国隧道建设不断涌现出特长隧道,大断面隧道,其中涉及到的地质情况也越来越复杂,致使如何在施工过程中保持围岩稳定性的难度加大。此时一种能及时全面的评价隧道结构及围岩稳定性状态,并指导调整或采取施工措施的测量方法就显得尤为重要。通过分析目前以特定点位移来评价围岩稳定性测量方法的诸多不足,提出一种通过隧道断面面积相对变形率判定围岩稳定性的方法。（1）通过弹塑性力学推导及围岩应力应变规律,建立围岩隧道系统的势函数尖点突变模型。（2）以隧道断面相对变形率为系统势函数尖点突变模型的状态描述参量,通过FLAC3D软件建模计算大量工况下系统临界失稳时隧道断面的相对变化值,总结出以测量断面相对变形率为指标的监控量测控制基准。（3）针对提出的监控控制基准,开展试验性应用。以FARO FOCUS 3D激光扫描仪为数据采集工具,通过专用的数据处理软件得到研究断面的断面信息。应用总结的监控量测控制基准对围岩稳定性作出及时评价,验证以断面相对变形率评价围岩稳定性测量方法的有效性。这种新的围岩稳定性评级指标为围岩稳定性评定提供了新的思考角度,这种新的监控量测方法为保证现场施工安全提供了新的参考工具。
二、地下工程测量时仪器采用的激光对点给向装置（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地下工程测量时仪器采用的激光对点给向装置（论文提纲范文）
（1）基于地面三维扫描的桥梁空间变形监测方法与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 桥梁变形监测研究现状 |
| 1.2.2 三维激光扫描技术国外研究现状 |
| 1.2.3 三维激光扫描技术国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 三维激光扫描系统原理与误差分析 |
| 2.1 三维激光扫描系统工作原理 |
| 2.1.1 激光扫描系统原理 |
| 2.1.2 激光测距系统原理 |
| 2.2 三维激光扫描仪的分类与特点 |
| 2.2.1 三维激光扫描仪的分类 |
| 2.2.2 三维激光扫描仪的特点 |
| 2.3 三维激光扫描误差来源及分析 |
| 2.3.1 扫描误差来源 |
| 2.3.2 扫描点位误差分析 |
| 2.3.3 三维激光扫描点云模型误差分析 |
| 2.4 三维激光扫描点位精度实验 |
| 2.4.1 三维激光扫描点位精度实验介绍 |
| 2.4.2 扫描分辨率的影响分析 |
| 2.4.3 扫描距离的影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 三维激光扫描点云数据处理及变形监测精度研究 |
| 3.1 三维激光点云数据的处理方案 |
| 3.2 扫描点云数据的预处理 |
| 3.2.1 点云数据降噪 |
| 3.2.2 点云数据精简 |
| 3.3 多视角点云数据配准方法 |
| 3.3.1 基于无特征的多视角点云配准 |
| 3.3.2 基于特征的多视角点云配准 |
| 3.3.3 基于三棱锥标靶的多视角点云配准 |
| 3.4 三维激光扫描变形精度实验 |
| 3.4.1 三维激光系统介绍 |
| 3.4.2 三维激光扫描变形精度实验方案设计 |
| 3.4.3 实验数据处理与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于地面三维扫描技术的桥梁空间变形监测方法 |
| 4.1 桥梁变形监测方案设计 |
| 4.1.1 工程概况 |
| 4.1.2 监测方案设计 |
| 4.1.3 荷载试验方案 |
| 4.2 桥梁点云数据处理分析 |
| 4.2.1 桥梁点云数据预处理 |
| 4.2.2 点云数据处理相关算法 |
| 4.3 桥梁点云数据分析方法 |
| 4.3.1 桥梁结构特征线提取方法 |
| 4.3.2 桥梁线形提取方法 |
| 4.3.3 基于空间点云数据的桥梁变形提取方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维扫描技术在桥梁变形监测中的应用研究 |
| 5.1 桥梁变形监测方法实验验证 |
| 5.1.1 实验方案设计 |
| 5.1.2 实验数据处理分析 |
| 5.1.3 扫描测量变形数据分析 |
| 5.2 桥梁结构变形定性及定量分析 |
| 5.2.1 边跨A控制截面荷载工况下桥梁变形分析 |
| 5.2.2 支座B控制截面荷载工况下桥梁变形分析 |
| 5.2.3 中跨C控制截面荷载工况下桥梁变形分析 |
| 5.2.4 桥梁卸载残余变形分析 |
| 5.3 基于三维激光扫描技术的桥梁结构状态评估 |
| 5.3.1 桥梁几何偏差修正 |
| 5.3.2 连续刚构桥有限元模型建立 |
| 5.3.3 基于扫描测量的桥梁变形数据分析及结构状态评估 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
（2）多传感器集成的隧道病害检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 隧道检测技术的研究现状 |
| 1.2.1 国外隧道检测技术的研究现状 |
| 1.2.2 国内隧道检测技术的研究现状 |
| 1.3 研究方法 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 章节安排 |
| 第二章 多传感器集成测量方法 |
| 2.1 隧道结构及隧道病害特征分析 |
| 2.1.1 隧道结构的介绍 |
| 2.1.2 隧道结构的分类 |
| 2.1.3 隧道病害的分类 |
| 2.2 多传感器测量的原理 |
| 2.3 隧道测量传感器 |
| 2.3.1 CCD光学传感器 |
| 2.3.2 激光雷达传感器 |
| 2.3.3 红外相机 |
| 2.3.4 定位定姿系统 |
| 2.4 多传感器测量方案设计 |
| 2.5 多传感器的标定方案设计 |
| 2.5.1 多传感器标定原理 |
| 2.5.2 单传感器标定方法 |
| 2.5.3 多传感器联合标定方法 |
| 2.6 多传感器测量的实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 隧道点云数据重建方法 |
| 3.1 点云数据处理基本原理 |
| 3.1.1 点云数据介绍 |
| 3.1.2 点云数据配准及常用算法 |
| 3.1.3 点云三维重建以及Delaunay算法 |
| 3.2 隧道三维模型建模前的分析 |
| 3.2.1 隧道点云数据的构成 |
| 3.2.2 隧道点云数据分析 |
| 3.3 隧道点云数据的预处理 |
| 3.4 隧道单断面数据的处理 |
| 3.5 隧道多断面数据的处理 |
| 3.6 隧道三维重建 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 隧道衬砌序列图像拼接方法 |
| 4.1 隧道衬砌序列图像拼接前的分析 |
| 4.2 隧道序列图像数据的预处理 |
| 4.3 图像配准的基本概念 |
| 4.3.1 图像配准概述 |
| 4.3.2 图像配准的定义 |
| 4.3.3 图像配准空间变换模型 |
| 4.4 隧道图像拼接的方法 |
| 4.4.1 图像配准的基本方法 |
| 4.4.2 基于几何原理的全局配准 |
| 4.4.3 基于图像特征的局部配准 |
| 4.4.4 序列图像拼接 |
| 4.5 病害检测应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复杂岩溶介质地质模型构建方面 |
| 1.2.2 裂隙岩体注浆扩散理论方面 |
| 1.2.3 岩溶管道动水注浆扩散理论方面 |
| 1.2.4 复杂岩溶涌水注浆治理方法方面 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 本文主要内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第二章 复杂岩溶裂隙-管道介质三维地质模型构建方法 |
| 2.1 岩溶裂隙-管道介质特征 |
| 2.2 岩体结构面识别与信息提取方法 |
| 2.2.1 非接触测量方法的特点及意义 |
| 2.2.2 点云数据获取与预处理 |
| 2.2.3 岩体面状节理信息提取方法 |
| 2.2.4 岩体线状层理信息提取方法 |
| 2.3 确定-随机裂隙网络模型识别与构建(DSIM)方法 |
| 2.3.1 裂隙的三维形状和尺寸模拟方法 |
| 2.3.2 裂隙产状特征参数量化方法 |
| 2.3.3 裂隙的空间位置和密度 |
| 2.3.4 裂隙网络模型构建实例分析 |
| 2.3.5 离散裂隙网络模型的有效性验证 |
| 2.4 考虑地层变异性的裂隙岩体模型建立 |
| 2.4.1 CMC模型基本假设 |
| 2.4.2 二维CMC模型条件概率 |
| 2.4.3 ICMC模型转移概率矩阵估计 |
| 2.4.4 地层变异性计算流程及数值试验 |
| 2.5 岩溶管道探查方法及模型构建 |
| 2.5.1 岩溶管道路径探查与建模 |
| 2.5.2 管壁分形特征及模型构建 |
| 2.6 三维空间多源数据综合建模及实例分析 |
| 2.6.1 工程背景 |
| 2.6.2 基于DSIM方法的裂隙网络建模 |
| 2.6.3 钻孔数据连续地层建模 |
| 2.6.4 三维空间多源数据综合建模 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 岩溶裂隙-管道动水注浆分序扩散固化(SDS)模拟分析方法 |
| 3.1 浆液粘度时变特性分析 |
| 3.1.1 浆液的流变特性分析 |
| 3.1.2 速凝类浆液粘度时变性分析 |
| 3.2 浆-水相互作用理论模型及求解方法 |
| 3.2.1 浆-水相互作用基本理论模型 |
| 3.2.2 浆-水作用相界面的尖锐性 |
| 3.2.3 浆-水作用数学模型的数值离散 |
| 3.2.4 浆-水作用相分数的有界性 |
| 3.3 SDS模拟分析方法及数值实现 |
| 3.3.1 浆液粘度阈值函数时变模型 |
| 3.3.2 分序扩散固化模型数值实现 |
| 3.3.3 SDS方法数值实现流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 裂隙介质SDS方法适用性分析及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂隙介质SDS方法的有效性验证 |
| 4.2.1 裂隙静水注浆扩散过程有效性验证 |
| 4.2.2 裂隙动水注浆扩散过程分析 |
| 4.3 SDS方法参数敏感性分析研究 |
| 4.3.1 正交数值实验工况设计 |
| 4.3.2 动水注浆参数变化响应规律 |
| 4.3.3 SDS参数敏感性分析 |
| 4.4 岩溶宽大裂隙动水注浆扩散与封堵机理 |
| 4.4.1 复杂岩溶宽大裂隙模型概化 |
| 4.4.2 宽大裂隙动水注浆扩散沉积规律 |
| 4.4.3 浆液扩散过程速度场响应规律 |
| 4.4.4 注浆压力及裂隙出口流量分析 |
| 4.4.5 正交数值实验设计及结果分析 |
| 4.5 三维裂隙网络SDS方法适用性研究 |
| 4.5.1 三维裂隙网络模型构建及参数设计 |
| 4.5.2 裂隙网络对浆液扩散影响规律 |
| 4.5.3 浆液选型对注浆压力影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 管道动水注浆封堵试验及SDS方法可行性分析 |
| 5.1 管道动水注浆封堵模型试验系统 |
| 5.1.1 试验系统设计 |
| 5.1.2 注浆设备及注浆管道 |
| 5.1.3 动水控制装置及管道 |
| 5.1.4 数据监测采集设备 |
| 5.2 静水条件下SDS方法的有效性验证 |
| 5.2.1 试验工况设计 |
| 5.2.2 浆液扩散沉积形态对比分析 |
| 5.2.3 注浆压力对比分析 |
| 5.3 动水条件下SDS方法的有效性验证 |
| 5.3.1 试验工况设计 |
| 5.3.2 浆液扩散沉积形态对比分析 |
| 5.3.3 动水流速变化规律对比分析 |
| 5.3.4 注浆压力变化规律对比分析 |
| 5.3.5 管道动水注浆SDS方法适用性讨论 |
| 5.4 粗糙岩溶管道动水注浆SDS方法适用性研究 |
| 5.4.1 模型基本参数与信息监测 |
| 5.4.2 浆液扩散形态及沉积特征分析 |
| 5.4.3 浆液扩散过程流速变化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于SDS方法的控流降速与双孔联合注浆堵水机理分析 |
| 6.1 岩溶管道控流降速堵水机理 |
| 6.1.1 控流降速计算模型及参数 |
| 6.1.2 控流降速动水响应规律 |
| 6.1.3 控流降速对浆液扩散沉积的影响 |
| 6.1.4 管道出口流量及浆液流失率 |
| 6.1.5 控流降速影响下管道流速分布 |
| 6.1.6 注浆压力及管道流体压力分布 |
| 6.2 双孔联合注浆动水封堵机理 |
| 6.2.1 双孔联合注浆模型概化及计算参数 |
| 6.2.2 双孔孔联合注浆管道流速变化规律 |
| 6.2.3 双孔联合注浆扩散过程压力分析 |
| 6.2.4 双孔联合注浆扩散沉积与流失规律 |
| 6.2.5 管道封堵效果及方案优化分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 复杂岩溶管道涌水注浆封堵工程应用 |
| 7.1 地质条件分析及三维可视化模型构建 |
| 7.1.1 矿区岩溶发育特征 |
| 7.1.2 涌水主要形式及特点 |
| 7.1.3 矿区三维地质模型构建 |
| 7.1.4 三维地质模型应用及意义 |
| 7.2 大流量岩溶管道涌水治理原则与方法 |
| 7.2.1 涌水治理基本原则与技术路线 |
| 7.2.2 关键导水通道连通性分析 |
| 7.2.3 非连续帷幕设计及优化 |
| 7.2.4 控流降速注浆封堵技术 |
| 7.3 区域水文监测及注浆效果评价 |
| 7.3.1 水位观测孔监测方法 |
| 7.3.2 监测结果分析 |
| 7.3.3 整体效果评价与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）融合前后视三角高程/陀螺定向的倾斜巷道贯通测量技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 选题意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 研究内容与目标 |
| 1.5 研究方法与流程 |
| 2 高精度地面控制网的构建方法 |
| 2.1 地面高精度平面控制网的构建方法 |
| 2.2 基于穷举法和投票法的矿山控制点粗差探测 |
| 2.3 矿区地表高水准高程控制网的构建方法 |
| 3 倾斜巷道贯通测量的方法 |
| 3.1 平面导线控制网布设 |
| 3.2 陀螺定向 |
| 3.3 井下三角高程测量 |
| 3.4 前后视三角高程测量法 |
| 4 安太堡煤矿倾斜巷道贯通测量案例 |
| 4.1 巷道贯通测量技术路线 |
| 4.2 地表GNSS控制网 |
| 4.3 地表高程控制网 |
| 4.4 井下导线及高程测量 |
| 4.5 贯通测量精度 |
| 4.6 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）激光测距仪应用于隧道变形监测的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 选题目的和意义 |
| 1.3 国内外隧道监测技术研究现状 |
| 1.4 论文主要研究的内容 |
| 第二章 隧道净空变化量测方法与精度影响因素 |
| 2.1 隧道净空变形量测原理 |
| 2.1.1 常规监测设备 |
| 2.1.2 激光测距仪 |
| 2.2 常规监测设备精度修正 |
| 2.3 影响激光测距仪精度潜在因素 |
| 2.3.1 环境因素 |
| 2.3.2 非环境因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 试验设计与试验方法 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.1.1 试验仪器标定与自校试验设计 |
| 3.1.2 激光测距仪在隧道净空变化量测中环境因子差值修正试验设计 |
| 3.2 试验仪器 |
| 3.2.1 测量仪器 |
| 3.2.2 试验变量 |
| 3.3 单一因素试验方法与数据拟合 |
| 3.3.1 仪器标定与校准试验 |
| 3.3.1.1 温湿度传感器标定试验 |
| 3.3.1.2 其它试验仪器的校准 |
| 3.3.2 影响激光测距值的五种常规环境因素试验方法 |
| 3.3.3 单一影响因素变形值修正 |
| 3.3.3.1 测距长度对变形值修正 |
| 3.3.3.2 四种常规环境因素对变形值修正 |
| 3.3.4 试验数据处理与拟合 |
| 3.3.4.1 温、湿度传感器标定试验数据处理与拟合 |
| 3.3.4.2 影响激光测距值的五种常规环境因素试验数据处理与拟合 |
| 3.3.4.3 单一影响因素变形值修正试验数据处理与拟合 |
| 3.4 粉尘浓度与透光度函数关系试验方法与数据拟合 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 多影响因素试验方法与变形值修正 |
| 4.1 多影响因素试验方法 |
| 4.2 多影响因素试验数据处理与拟合 |
| 4.3 误差修正验证试验 |
| 4.3.1 单一影响因素变形修正公式验证试验 |
| 4.3.2 粉尘浓度与透光度函数关系验证试验 |
| 4.3.3 多因素变形修正公式验证试验 |
| 4.3.4 单一因素与多因素变形修正公式计算结果比较 |
| 4.4 拱顶下沉监测方法 |
| 4.5 在线监测平台的搭建 |
| 4.5.1 环境监测模块 |
| 4.5.2 网络通讯模块 |
| 4.5.3 主控模块 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）移动激光扫描技术在地铁隧道中的工程应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道检测研究现状 |
| 1.2.2 隧道移动激光监测应用现状 |
| 1.3 本文研究内容及意义 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 三维激光扫描移动监测技术 |
| 2.1 三维激光扫描技术简介 |
| 2.1.1 三维激光扫描仪的组成与工作原理 |
| 2.1.2 激光扫描技术特点 |
| 2.1.3 目前国内技术应用难点与现状 |
| 2.2 移动激光扫描组成 |
| 2.2.1 整体架构 |
| 2.2.2 里程计 |
| 2.2.3 三维激光扫描仪 |
| 2.2.4 移动扫描控制程序 |
| 2.3 移动扫描测量误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 移动扫描数据后处理 |
| 3.1 里程改正 |
| 3.2 扫描点三维坐标的转换 |
| 3.2.1 三维误差模型 |
| 3.2.2 误差角修正 |
| 3.2.3 管片变形参数确定 |
| 3.3 断面处理 |
| 3.3.1 断面点提取 |
| 3.3.2 曲线拟合 |
| 3.3.3 断面厚度 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 移动激光扫描综合程序 |
| 4.1 需求分析 |
| 4.2 程序主要功能特点 |
| 4.3 程序设计流程 |
| 4.4 程序数据处理流程 |
| 4.4.1 预处理阶段 |
| 4.4.2 点云后处理 |
| 4.5 收敛计算验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 地铁隧道监测工程中应用研究 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 工程影响区域 |
| 5.1.2 隧道监护任务 |
| 5.2 工程应用实例分析 |
| 5.2.1 断面变形 |
| 5.2.2 直径收敛分析 |
| 5.2.3 隧道内病害初步分析 |
| 5.2.4 转角错台分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在校期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 关于隧道监测方法的研究现状 |
| 1.2.2 关于三维激光扫描技术的研究现状 |
| 1.2.3 隧道断面变形的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 三维激光扫描测量原理及盾构隧道基本理论 |
| 2.1 三维激光扫描仪测量理论基础 |
| 2.1.1 三维激光扫描仪系统工作原理 |
| 2.1.2 拼接配准理论 |
| 2.1.3 盾构隧道点云数据的拼接 |
| 2.1.4 点云数据精度误差分析 |
| 2.2 点云数据的三维建模理论 |
| 2.2.1 RANSAC算法 |
| 2.2.2 中轴线的提取 |
| 2.2.3 曲面拟合 |
| 2.3 盾构隧道基本理论 |
| 2.3.1 盾构机选型 |
| 2.3.2 管片的设计方法 |
| 2.3.3 施工荷载 |
| 2.4 应用软件介绍 |
| 2.4.1 cyclone软件介绍 |
| 2.4.2 3Dreshaper软件介绍 |
| 2.4.3 Midas GTS NX软件介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 盾构隧道施工过程管片衬砌受力变形模拟研究 |
| 3.1 工程地质条件 |
| 3.1.1 气象与水文 |
| 3.1.2 区域地质构造 |
| 3.1.3 地形地貌 |
| 3.1.4 不良地质作用和地质灾害 |
| 3.2 管片衬砌数值模拟分析 |
| 3.2.1 管廊隧道工程概况 |
| 3.2.2 几何模型的建立 |
| 3.2.3 管片衬砌应变分析 |
| 3.3 管片衬砌变形影响因素研究 |
| 3.3.1 千斤顶推力的影响 |
| 3.3.2 注浆压力的影响 |
| 3.3.3 土仓压力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 三维激光扫描隧道变形分析 |
| 4.1 三维激光扫描方案及操作流程 |
| 4.1.1 徕卡Scan Station P50 全新长测量三维激光扫描仪 |
| 4.1.2 隧道点云的采集 |
| 4.1.3 点云的拼接与预处理 |
| 4.1.4 点云的预处理 |
| 4.2 管片衬砌三维模型的建立 |
| 4.2.1 点云坐标统一化 |
| 4.2.2 点云数据的转化 |
| 4.2.3 横断面的提取 |
| 4.3 隧道变形监测分析 |
| 4.3.1 扫描数据与设计断面的对比分析 |
| 4.3.2 三期扫描数据的对比分析 |
| 4.3.3 监测结果与数值模拟结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 结论 |
| 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）井下GRPM定位方法的磁数值特征分析与匹配算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 现有的井下定位方法 |
| 1.2.1 现有井下定位技术 |
| 1.2.2 目前存在问题与不足 |
| 1.3 地磁定位的国内外研究动态 |
| 1.3.1 地磁组合定位技术方面 |
| 1.3.2 区域地磁特征方面 |
| 1.3.3 地磁图适配性评价方面 |
| 1.3.4 地磁匹配算法的研究 |
| 1.4 研究方案与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第2章 GRPM定位方法的构建 |
| 2.1 GRPM定位原理 |
| 2.1.1 GRPM定位技术框架 |
| 2.1.2 GRPM定位原理 |
| 2.1.3 GRPM定位关键问题 |
| 2.2 GRPM定位数学模型 |
| 2.2.1 粗略定位的数学模型 |
| 2.2.2 精确匹配的数学模型 |
| 2.3 GRPM定位系统架构 |
| 2.3.1 GRPM定位的硬件 |
| 2.3.2 GRPM定位软件架构与设计 |
| 2.3.3 GRPM数据传输模式分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 井下地磁测量及数值分析 |
| 3.1 地磁测量 |
| 3.1.1 实验场地 |
| 3.1.2 实验设备 |
| 3.1.3 数据采集 |
| 3.2 区域地磁场表达 |
| 3.2.1 地磁数据的表达方法 |
| 3.2.2 插值方法的对比分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 井下地磁场变化与扰动规律研究 |
| 4.1 井下实测地磁场的扰动因子分析 |
| 4.1.1 地磁场要素与组成 |
| 4.1.2 井下地磁场的变化因素 |
| 4.1.3 井下地磁场测量的扰动因子 |
| 4.1.4 数值扰动分析的评价指标 |
| 4.2 井下地磁空域变化的分析 |
| 4.2.1 磁异常分量的差异性 |
| 4.2.2 磁异常空域的复杂性 |
| 4.2.3 磁异常空域的相关性 |
| 4.3 井下地磁时域变化的分析 |
| 4.3.1 一个太阳日的时域变化 |
| 4.3.2 不同太阳日的时域变化 |
| 4.3.3 不同太阳日的井下磁数值波动的分析 |
| 4.4 井下地磁噪声的扰动分析 |
| 4.4.1 井下人员对磁场的干扰影响 |
| 4.4.2 运输车对磁场的干扰影响 |
| 4.4.3 罐笼运行对磁场的干扰影响 |
| 4.4.4 井下地磁强噪声的平滑处理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 井下地磁图适配性评价方法优化 |
| 5.1 井下地磁图特征 |
| 5.1.1 井下地磁图的适配特征 |
| 5.1.2 适配性评价的技术指标 |
| 5.1.3 区域地磁适配性的分析方法 |
| 5.2 井下磁特征适配性的评价分析 |
| 5.2.1 井下磁总场的适配性评价 |
| 5.2.2 井下磁分量的适配性评价 |
| 5.3 基于回归分析的适配性评价方法的建立 |
| 5.3.1 基于回归分析的适配性评价的原理 |
| 5.3.2 试验数据 |
| 5.3.3 数据预处理与多元回归定权 |
| 5.3.4 基于回归分析的适配性评价与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 MPMD匹配模型的建立和适应性分析 |
| 6.1 地磁匹配 |
| 6.1.1 地磁匹配的数学原理 |
| 6.1.2 地磁匹配算法的性能评价标准 |
| 6.2 试验数据 |
| 6.2.1 试验区地磁测量 |
| 6.2.2 试验区适配性评价 |
| 6.3 常用匹配算法的性能检测 |
| 6.3.1 基于无噪声地磁匹配研究 |
| 6.3.2 抗噪性能的地磁匹配研究 |
| 6.4 新型MPMD算法模型的建立 |
| 6.4.1 相似度的数学度量 |
| 6.4.2 新型MPMD匹配模型 |
| 6.4.3 MPMD匹配技术流程 |
| 6.4.4 MPMD算法的参数确立 |
| 6.5 MPMD算法的性能检测 |
| 6.5.1 匹配步长的影响分析 |
| 6.5.2 算法匹配精度的对比 |
| 6.5.3 匹配算法适应性验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（9）三维激光扫描技术在地下洞库中的应用与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 地下洞库的基本特征 |
| 1.1.2 地下洞库的监测内容与目的 |
| 1.1.3 激光测量在地下洞库中的研究 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 三维扫描技术基础理论 |
| 2.1 三维激光的扫描原理和分类 |
| 2.1.1 激光扫描仪的工作原理 |
| 2.1.2 三维激光扫描的分类 |
| 2.2 扫描仪的介绍和使用方法 |
| 2.2.1 本研究使用的三维扫描仪介绍 |
| 2.2.2 使用扫描仪的注意事项 |
| 2.3 三维激光测量优势与应用 |
| 2.3.1 三维激光扫描仪与传统测量技术的区别 |
| 2.3.2 三维激光扫描技术的特点和优势 |
| 2.3.3 三维激光技术的应用领域 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 点云数据的预处理和配准 |
| 3.1 点云数据的采集 |
| 3.1.1 重复采样 |
| 3.1.2 扫描时产生的噪音 |
| 3.1.3 目标对象结构的起伏和粗糙度 |
| 3.2 点云降噪和优化 |
| 3.2.1 多余数据的过滤 |
| 3.2.2 扫描间距优化 |
| 3.2.3 计算模型优化 |
| 3.3 点云数据的拼接 |
| 3.3.1 基于特征点拼接 |
| 3.3.2 粗配准配准 |
| 3.3.3 ICP 优化无特征点拼接 |
| 3.3.4 精配准配准 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地下洞库三维建模与容积计算 |
| 4.1 研究区概况 |
| 4.2 实施方案制定 |
| 4.2.1 总体流程图 |
| 4.2.2 作业流程 |
| 4.3 洞库容积的计算 |
| 4.3.1 原始数据的过滤 |
| 4.3.2 点云图像配准 |
| 4.3.3 去除点云杂点 |
| 4.3.4 点云数据采样 |
| 4.3.5 体积计算 |
| 4.3.6 方法正确性验证 |
| 4.3.7 影响结果准确性的分析 |
| 4.3.8 利用常规全站仪量测结果的误差 |
| 4.3.9 不同测量实验结果展示 |
| 4.4 三维数据的构建 |
| 4.4.1 三维建模技术概述 |
| 4.4.2 模型的制作 |
| 4.4.3 材质制作 |
| 4.4.4 其他辅助制作 |
| 4.4.5 点云模型具体制作方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 研究总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于隧道断面相对变形率判定围岩稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 围岩稳定性研究现状 |
| 1.2.1 工程岩体分级法 |
| 1.2.2 解析解法 |
| 1.2.3 数值模拟方法 |
| 1.2.4 模型试验方法 |
| 1.2.5 现场监测方法 |
| 1.2.6 现状小结 |
| 1.3 主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 第2章 围岩稳定性判定依据和原理 |
| 2.1 软岩全应力应变规律分析 |
| 2.2 圆形隧道应力及位移理论分析 |
| 2.2.1 隧道力学模型的建立 |
| 2.2.2 隧道模型应力及位移理论分析 |
| 2.3 突变模型的建立 |
| 2.3.1 隧道围岩系统势函数的建立 |
| 2.3.2 尖点突变模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 围岩稳定性判定标准 |
| 3.1 隧道围岩级别的影响 |
| 3.1.1 Ⅳ级围岩 |
| 3.1.2 Ⅴ级围岩 |
| 3.2 隧道埋深的影响 |
| 3.2.1 20m埋深 |
| 3.2.2 50m埋深 |
| 3.2.3 100m埋深 |
| 3.2.4 200m埋深 |
| 3.2.5 300m埋深 |
| 3.2.6 500m埋深 |
| 3.3 隧道断面面积大小的影响 |
| 3.3.1 普通两车道公路隧道断面 |
| 3.3.2 350km/h双线高铁隧道断面 |
| 3.4 断面面积相对变形率测量控制基准的建立 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 三维激光扫描测量试验 |
| 4.1 三维激光扫描简介 |
| 4.1.1 三维激光扫描系统组成 |
| 4.1.2 三维激光扫描仪测量原理 |
| 4.1.3 三维激光扫描操作流程 |
| 4.1.4 三维激光扫描与传统监测的对比 |
| 4.2 扫描点云精度影响因素分析 |
| 4.2.1 仪器系统误差的影响 |
| 4.2.2 入射角度的影响 |
| 4.2.3 扫描距离的影响 |
| 4.2.4 扫描参数设置的影响 |
| 4.2.5 点云后处理的影响 |
| 4.2.6 其他影响因素 |
| 4.3 现场试验 |
| 4.3.1 试验工程概况 |
| 4.3.2 试验仪器 |
| 4.3.3 试验方案 |
| 4.3.4 三维激光扫描试验 |
| 4.4 围岩稳定性判定 |
| 4.4.1 数据处理 |
| 4.4.2 传统监控量测数据对比 |
| 4.4.3 数值模拟结果对比 |
| 4.4.4 围岩稳定性判定 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目 |
四、地下工程测量时仪器采用的激光对点给向装置（论文参考文献）
- [1]基于地面三维扫描的桥梁空间变形监测方法与应用研究[D]. 司梦元. 重庆交通大学, 2021
- [2]多传感器集成的隧道病害检测方法研究[D]. 王照远. 湖北工业大学, 2020(04)
- [3]复杂岩溶裂隙-管道介质注浆扩散模拟分析方法及应用[D]. 潘东东. 山东大学, 2020(08)
- [4]融合前后视三角高程/陀螺定向的倾斜巷道贯通测量技术研究[D]. 王海东. 中国矿业大学, 2020(01)
- [5]激光测距仪应用于隧道变形监测的试验研究[D]. 王腾飞. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [6]移动激光扫描技术在地铁隧道中的工程应用研究[D]. 张天. 绍兴文理学院, 2020(05)
- [7]基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测研究[D]. 吴桂池. 华南理工大学, 2020(03)
- [8]井下GRPM定位方法的磁数值特征分析与匹配算法研究[D]. 汪金花. 华北理工大学, 2020(01)
- [9]三维激光扫描技术在地下洞库中的应用与研究[D]. 王珂. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [10]基于隧道断面相对变形率判定围岩稳定性研究[D]. 林明才. 西南交通大学, 2019(03)