基于三维激光扫描数据的地铁隧道断面测量

三维激光扫描技术在传统地铁隧道变形监测中的应用随着城市的发展，地铁隧道这一方便城市交通的工程得到了越来越多的注意，同时作为一种地下工程，地铁隧道的安全性也是使用过程中必须注意的，因此必须有相应的监测方法对地铁隧道展开变形监测。

地铁隧道变形监测对保障地铁设施的安全至关重要，而传统的监测方法在应用中起到的作用非常有限，只能够对间隔了一定距离的一部分断面的数据进行分析。

而三维激光扫描技术就是近年来得到广泛使用的监测技术的一种。

这种监测技术的通途广泛，已经大范围的应用于城市的地面模型建立和三维数据模型建立，应用于地铁隧道中时，可以有效的对地铁隧道的变形程度进行监测。

1 地铁隧道变形概念和三维激光扫描技术地铁隧道变形是指在地铁的运营过程中，地铁的隧道受到外力影响如周边的工程施工或者地铁隧道内部的工程施工以及地铁列车的运行造成的振动进而造成的隧道变形。

而三维激光扫描技术则是在1995年左右出现的一种技术，这种技术是GPS后又一项新型的测绘技术，这种测绘技术通过高速的激光对扫描对象的数据进行快速的收集、统计、分析，因为激光的效率高，计算的速度快，因此可以快速的采集大量的空间点位信息，可以快速的建立物体的三维影像模型。

因为其快速、不接触、实时动态监测和高精度的特点，在各个工程中均有着一定的应用。

而三维激光扫描技术通常由扫描仪、支架、电源、计算机以及一些配件组成。

而三维激光扫描仪就是其中最为重要的一部分，是一切的前提和基础，三维激光扫描仪由激光发射器和激光接收器、计时器、可以旋转的滤光镜、控制电路板、和微电脑等组成，因为高效的测量技术，因此其重要性往往可与GPS这门空间定位技术相提并论，不同于传统的单点测量，三维激光扫描技术具有数据收集快数据精度高和数据处理快的优点，通过对地铁隧道管壁的三维点云数据扫描，最终得到一个具有高度分辨率的地铁隧道模型。

2 三维激光扫描技术在传统地铁隧道变形监测中的应用2.1 对数据的收集通过对导线和水准测量方案的设计，然后使用激光扫描仪对需要测量的地铁隧道进行扫描，主要扫描站间距和扫描点密度并且保证扫描的重叠度合格。

三维激光扫描技术在地铁隧道竣工测量中的应用摘要：隧道断面测量是隧道竣工测量中的一项重要工作，对于隧道施工的精度评价、隧道结构安全监测、验证设计线路符合程度等方面具有重要意义。

传统测量方法受采集手段的限制，存在采集速度慢、采集点数据量少、不能全面反映隧道的真实情况等缺陷。

随着激光扫描仪技术的发展和进步，其在精细三维数据建模方面具有数据精度高、采集速度快的优势，已被逐步应用到工程测量的多个领域。

将激光扫描仪技术应用于隧道竣工测量，能大大提高隧道检测数据的采集速度和精度，并能提供详尽的三维真实影像模型，直观反映隧道内部情况，是隧道检测未来的发展方向。

关键词：激光扫描仪技术；点云；隧道竣工测量引言地铁车站竣工测量是指在地铁土建施工结束后对车站内侧墙面位置、高程和结构尺寸进行测量，并通过与设计数据的比对来分析土建工程的施工质量，形成最终成果，为站后设备安装、装饰装修等工程提供综合分析和利用的准确数据。

传统的车站竣工测量方法主要采用皮尺、测距仪或全站仪测量车站结构的空间尺寸，这类测量方法存在外业工作量大、自动化程度和测量效率较低、信息获取有限、测量成果较为局部和片面等缺点。

三维激光扫描技术具有非接触测量、高分辨率、高精度、高效率、数字化采集、信息丰富等优点，能够快速、全面地获得车站结构表面的三维点云，可生成更为全面、丰富和形象的竣工测量成果，复验车站施工质量(结构和预留孔洞的施工质量以及车站净空)，及时查核或调整装饰装修方案。

此外，还可以根据点云逆向建立车站的BIM模型，还原车站各类结构的真实尺寸与净空，为大型设备安装模拟、管线空间优化与合理布留、管线铺设前全方位碰撞检查、结构变形监测、项目信息管理等应用提供完整、准确的、现实性强的基础资料。

1概述近年来，为了缓解地面道路的交通压力，各大城市都大力发展城市轨道交通。

地铁隧道工程属于百年工程，其各个环节的质量要求都非常严格，地铁隧道竣工测量作为日后地铁后续设备安装、运营维护的基础资料，其测量的准确性和数据的翔实程度至关重要。

三维激光扫描在地铁隧道变形监测中的应用浅析摘要：三维激光扫描技术应用于地铁监测，不仅可以减轻人员劳动强度，缩短作业时间，而且扫描得到的点云数据经数据处理及建模后可以得到隧道内部的整体变化信息，弥补了传统监测方法的不足，本文主要介绍了三维激光扫描应用于地铁监测的基本思路。

关键词：三维激光扫描隧道收敛变形三维模型随着全世界范围内的城市化进程，城市经济不断的发展，城市区域不断的扩大，城市人口迅速增长。

预计2015年我国城市人口将首次超过农村人口，达到7亿，伴随城市人口增多，机动车数量也迅速攀升，目前全国机动车保有量已超过2亿，大中城市都面临巨大的交通压力。

为缓解交通压力，全国已有25个超大城市或特大城市已经在建设或者在筹备建设自己的轨道交通系统，轨道交通具有运量大、速度快、噪音小、污染少、能耗低等优点，将成为特大城市公共交通的骨干，大中城市的主要公共交通方式。

轨道交通包括了地铁、轻轨、空中轨道列车、有轨电车和磁悬浮列车等。

本文主要论述地铁运营监测的相关内容。

1．引言地铁建设完成之后，由于复杂的地质地理因素，在一定时间内，可能会有线路既有结构的的沉降、弯曲和扭曲变形、开裂，变形缝的扩展和错动，造成结构性能指标的下降。

结构变形严重时，可能会引起结构与道床的剥离、轨道设备几何形位的改变。

地铁隧道收敛变形即指地铁隧道在营运过程中,由于受到地面、周边建筑物负载及土体扰动、隧道周边工程施工及隧道工程结构施工、地铁列车运行振动等,对隧道产生综合影响而造成隧道变形。

对新建线路的运营监测就是为了掌握和了解地铁隧道的平面位移和竖向位移情况，为地铁维护提供有效数据，保证运营安全；将监测数据反馈设计，也能为今后改进地铁设计提供依据。

传统的隧道监测，是设置一定间隔的监测点，通过监测点的变形，来获得隧道的变形数据，这种监测方法，无法达到监测点的全覆盖，可能会遗漏部分变形区域，留下安全隐患。

三维激光扫描仪使测绘从传统的单点采集数据变为密集、连续的自动获取数据，大大地增加了信息量，提高了工作效率和监测质量。

地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法深圳地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法一、前言地铁盾构隧道是城市地铁建设中常见的一种隧道类型，其施工质量和安全问题一直是建设过程中必须关注的重点。

为保证施工质量和安全性，一种基于三维激光扫描技术的盾构隧道型面检测方法被引入并得到了广泛应用。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测施工工法具有如下特点：1. 高精度：采用激光扫描技术，可实现对隧道内型面的高精度测量，能够精确掌握隧道的几何形状和尺寸。

2. 高效率：采用自动化扫描仪，可以快速完成对整个隧道的扫描，大大提高了检测效率，缩短了施工周期。

3. 高安全性：无需人工进入隧道内进行测量，能够避免工人接触到危险环境，提高了工作安全性。

4. 高适应性：适用于各种类型的盾构隧道，无论是直线段还是曲线段，都可以应用该工法进行检测。

5. 可远程实时监控：通过与计算机系统的连接，可以对扫描数据进行实时监控和分析，及时发现问题并采取相应措施。

三、适应范围该工法适用于各类地铁盾构隧道的施工，无论是深埋段、浅埋段还是水下段，都可以通过激光扫描技术进行型面测量和检测。

同时，该工法也适用于各类地质情况，能够应对不同地层条件下的施工需求。

四、工艺原理地铁盾构隧道内型面三维激光扫描检测工法主要通过以下工艺原理实现：1. 激光扫描仪：通过激光扫描仪对隧道内的型面进行无接触式扫描，将扫描数据转化为三维模型。

2. 数据处理软件：利用专业的数据处理软件，对扫描数据进行处理和分析，生成需要的型面图和报告。

3. 实时监控系统：将激光扫描仪与计算机系统连接，实现对扫描过程的实时监控和数据分析。

五、施工工艺 1. 前期准备：选择合适的施工设备和工具，将激光扫描仪固定在适当位置，进行基准校准并调试。

2. 扫描数据采集：启动激光扫描仪，进行隧道内的自动化扫描，保持一定的扫描间距和覆盖范围，并记录扫描数据。

城市工程108产 城三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用李志静摘要：随着我国当前城市化进程的不断加快，地铁建设的数量和规模在不断地扩大，为了给人们出行保驾护航，加强地铁隧道的变形监测是非常重要的。

在我国科学技术发展的进程中，三维激光扫描就是在地铁隧道变形监测中发挥了应有的价值和效果，能够最大程度的保证地铁施工和运营的安全，在实际工作中需要加强对三维激光扫描技术了解以及认识，从而使得地铁隧道变形监测能够具备准确性和科学性的特征。

关键词：三维激光扫描；地铁隧道；变形监测在地铁隧道变形监测中，需要认识到在维护地铁安全和稳定运营的重要影响作用，在以往地铁隧道变形监测工作中，需要有多名人员及共同的配合，整个测量点较多数据测量较大，不仅浪费了大量的时间，还使得最终的监测效果无法有效提高，因此在实际工作中需要充分地发挥三维激光扫描技术的优势和作用，对实际工作起到重要的支撑作用，改变存在以往地铁运行监测中的问题以及困扰，展现三维激光扫描技术的优越性。

1 地铁隧道云数据的组织和处理在地铁隧道变形监测中，运用三维激光扫描技术之前，需要做好地铁隧道云数据的组织和处理，从而为后续工作奠定坚实的基础。

地铁隧道变形中的点云数据拼接在地铁隧道重要拼接成若干个拼接点，从而形成共同的主体实现与数据的共同控制，从而提升实际控制效果控制水平。

从整体上看，地铁隧道与数据的组织和处理要点主要分为以下几个方面：1.1 云数据的组织管理在进行云数据组织管理工作中，可以运用点云处理软件来进行有效的浏览以及输出，为了加强对地铁隧道变形监测的力度，需要提前做好隧道点云数据的组织管理，要以地铁隧道为主要的中轴线，按照层次性的分区思路进行隧道点云数据的搜集，在取中轴线时需要将地点隧道点进行投影扫描到坐标中内，之后要进行点云数据的变换，与中轴线的方向保持一致。

另外还需要按照一定的间隔，科学有序的分割云数据，形成等间隔的区域，获取最大和最小的点云数据。

三维激光扫描技术在隧道断面测量中的应用摘要：地下铁道工程特别是地铁隧道工程因隧道净空一般自身较小，施工地质环境与工艺复杂，特别是采用盾构法施工时，管片间错台错缝变化相对量较大，隧道后期徐变时间长且不可控与逆转，故在贯通后与运营期须进行比公路与铁路隧道更高密度的断面与特征点测量检查，以期保证行车与建筑限界不相互冲突。

随着科技发展，工程建设规模的日渐庞大，三维激光扫描技术逐渐进入地铁隧道检测中。

关键词：三维激光扫描；隧道断面测量各类型隧道工程项目竣工前都必须对项目所建隧道工程进行检查，其中最基本的一条即对隧道断面进行检测（部分顶管法施工除外），以检核其净空尺寸是否满足设计和使用功能要求。

地下铁道工程特别是地铁隧道工程因隧道净空一般自身较小，施工地质环境与工艺复杂，特别是采用盾构法施工时，管片间错台错缝变化相对量较大，隧道后期徐变时间长且不可控与逆转，故在贯通后与运营期须进行比公路与铁路隧道更高密度的断面与特征点测量检查，以期保证行车与建筑限界不相互冲突。

随着科技发展，工程建设规模的日渐庞大，三维激光扫描技术逐渐进入地铁隧道检测中。

本文仅描述三维激光扫描技术在地铁隧道贯通后在隧道断面测量中的这一功能应用，其他不作发散。

工程作业环境介绍：我司监理的某地铁工程某盾构区间贯通已有一年多，经壁后多次注浆加固和堵漏、隧道徐变自稳、隧道管片清洗后，拟准备验收移交，在此之前需再次对隧道净空断面进行测量检查。

车站内后续为移交做准备而布设的控制点已经多方测量，经检查隧道两端车站稳定，隧道贯通后洞内改建的控制点稳定，施工单位已用全站仪采集了设计单位要求测量的断面特征部位数据，第三方测量单位采用美国FARO Focus 3D三维激光扫描仪进行测量检查复核。

一、三维激光扫描技术简介三维激光扫描技术是激光扫描仪通过发射高频激光脉冲，测量每个激光脉冲从发出经被测物体表面返回仪器所需的时间差来计算距离S，以仪器中心为坐标原点，同步测量每个激光脉冲横向角度值α及纵向角度观测值β，获得激光采样点的坐标：图1扫描点位坐标计算原理图与传统的断面检测技术进行比较分析，三维激光扫描检测本身优势相对较为明显。

3D激光扫描技术在地铁隧道断面收敛测量中的应用耿直【摘要】地铁隧道断面收敛测量是地铁施工和日常监护的重要内容，关系到隧道整体的稳定性和安全性。

3D激光扫描技术利用其高采样率，能提供全面、高精度的数据，为地铁施工及运营提供安全预判的直观、精确数据，具有传统测量方法难以完成的技术优势。

本文对比传统方法与3D激光扫描技术的特点，给出3D激光扫描技术在地铁隧道断面收敛测量中的应用方法，并结合具体案例，深入分析3D 扫描技术测量的内符合性和外符合性。

%Convergence measurement in subway tunnel sections is an important element of subway construction and daily monitoring, and relates to the stability and security of the whole tunnel. Three-dimensional laser scanning technology provides those involved in subway construction and operation with intuitive and accurate predictive data at a high sampling rate. In this paper, the use of 3D laser scanning technology is compared with traditional convergence measurement methods. Based on an engineering case study, the in-conformance and out-of-conformance aspects of the laser approach are analyzed in detail.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P102-104,122)【关键词】变形监测;收敛测量;3D激光扫描技术;地铁隧道;安全监护【作者】耿直【作者单位】上海市地质调查研究院，上海200072; 中国地质调查局地面沉降研究中心，上海200072【正文语种】中文【中图分类】P642.26工程性地面沉降以及区域地面沉降对城市线性工程的影响，日益受到关注和重视。

图１　地铁隧道断面结构检测技术流程图 １）预处理。

对采集的原始点云数据进行预处理，包括数据拼接、坐标校正、重采样等处理。

预处理通常在三维激光扫描仪配套的处理软件中完成。

２）数据入库。

根据线路中线数据计算预处理完成点云数据各点的里程值，并将其导入服务器的数据库中存储，建立点云数据的里程索引结构。

３）断面几何参数提取。

客户机从服务器中提取断面点云数据，进行自动化去噪、椭圆拟合、几何参数提取等处理，最后输出成果。

２　地铁隧道断面结构检测实施方案２．１　海量隧道点云的高效存储组织管理地铁隧道断面通常按里程划分，进行隧道断面结构检测首先要从隧道点云中提取对应里程上的点云数据。

地铁隧道点云数据通常以文本格式存储，例如．ｌａｓ、．ｘｙｚ格式，这种文本存储方式的访问速度慢、查询效率低。

为了从海量点云中快速查询指定位置的点数据，通常建立３维ＫＤ Ｔｒｅｅ［１３］或者八叉树Ｏｃｔｒｅｅ［１４］等索引结构，然而这些索引是以三维的（ｘ，ｙ，ｚ）点进行检索，不适合以里程为索引的线状交通应用，并且索引计算耗时多、存储空间大。

线性参考系统（ＬｉｎｅａｒＲｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＬＲＳ），是一种利用沿着可测量的线要素的相对方位来存储地理位置的方法，例如地铁线路按距离起点的里程定位。

本文基于ＬＲＳ，根据线路中线计算点云中每个点的里程值Ｍ，同时将点的（ｘ，ｙ，ｚ）坐标存储到数据库中，并针对里程值Ｍ字段建立索引结构。

通过数据库存储管理，再加之有索引结构，因而数据的访问速度快、查询效率高，同时也能进行多用户高效并发读写，适合多客户机进行并行计算。

受到点云密度的影响，隧道断面的点云通常需要截取一定的厚度，以保证有足够数量的点用于后续处理。

对于数据库中的海量点云数据，可以简单快速地查询到断面对应里程上的点云数据。

例如，查询里程值为Ｍ′处、厚度为δ的点云数据只需通过以下ＳＱＬ语句：ｓｅｌｅｃｔ［ｘ］，［ｙ］，［ｚ］ｆｒｏｍ［ＴａｂｌｅＮａｍｅ］ｗｈｅｒｅ［Ｍ］＞＝Ｍ′－δ／２ａｎｄ［Ｍ］＜＝Ｍ′＋δ／２（１） 相比以文本格式存储的点云数据，通过ＳＱＬ语句查询的数据库存储方式无需计算点到断面平面的距离进行逐点筛选，实现快捷方便，断面点云获取效率高。

三维激光扫描技术在城市轨道交通隧道断面测量中的研究发布时间：2022-07-21T03:54:02.130Z 来源：《建筑实践》2022年第41卷5期作者：王强[导读] 在城市轨道交通工程中，为顺利进行线路中心线调整和铺轨王强重庆川九建设有限责任公司摘要：在城市轨道交通工程中，为顺利进行线路中心线调整和铺轨，土建结构施工完成后，工作人员应根据实际情况测量车站、隧道段和高架桥的底板断面和结构断面。

线路中心线调整完成后，应根据调整后的中心线结果重新计算，以确保轨道建成后车辆运行边界满足要求。

传统的城市轨道交通断面测量方法主要有断面仪器法、全站仪极坐标法和摄影测量法。

这些测量方法在实际应用中可以测量的断面数量非常有限，很多测量结果不能反映隧道结构的整体情况。

关键词：三维激光扫描技术；轨道交通；隧道；断面测量1三维激光扫描技术的原理及优势分析1.1技术原理三维激光扫描技术是测绘工程行业中一种高精度、系统化、自动化的扫描技术。

它能够高效、准确地获取物体表面连续、全方位、关联、聚合的坐标数据信息和图像信息。

它是继卫星导航系统技术之后的一种新的测绘工程方法。

以激光器为材料，根据测量输出激光器反射面的时间计算出光斑射程，并根据激光反射面的特殊特性获得被测物体块的其他相关信息。

同时，通过多次测量，可以获得不同定位点的坐标信息和透射率信息，从而在短时间内获得被测物体更全面的信息，并在此基础上建立系统的三维模型。

与全站仪或卫星导航系统相比，三维激光扫描技术在数据采集效率高的领域具有显著优势，可以实现更多的测量。

这样就可以生成基于三维数据信息点的离散变量三维模型数据信息场，合理地弥补了传统测量方法的片面性和局限性。

1.2优势分析（1）测量工作效率高，测量速度大于0.5m/s。

在大中型工程项目和施工期日常任务过紧的项目中，选择三维激光扫描技术可取得显著成果；（2）测点密度大，每个断面有500多个采样点，因此获得的数据信息更全面，适合于测量自然环境复杂或工作面较大的建设项目；（3）可自行设置横截面测量间距，更适用；（4）所获得的测量结果是多方面的，并且可以获得任意间距的多个横截面。

探讨三维激光扫描技术运用于隧道断面变形测量发布时间：2021-08-12T17:11:49.186Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：李宗[导读] 摘要：三维激光扫描技术是一种自动化测量技术，可以精确、快速的采集远距离目标表面完整几何形态，为运营期间隧道几何参数测量提供依据。

广东华隧建设集团股份有限公司 510000摘要：三维激光扫描技术是一种自动化测量技术，可以精确、快速的采集远距离目标表面完整几何形态，为运营期间隧道几何参数测量提供依据。

然而，如何从海量点云中高效率、高精度提取含断面轮廓在内的隧道几何形态信息，是当前三维激光扫描技术应用于隧道断面变形测量时亟待解决的技术难题。

基于此，本文对三维激光扫描技术在隧道断面变形测量中的应用进行适当分析非常必要。

关键词：三维激光扫描技术；隧道断面变形；测量1.三维激光扫描技术的隧道断面变形测量方法综合过往对隧道断面变形监测成果与原有方法的不足结合三维激光扫描技术特征进行进行隧道断面变形测量方法设计。

设计流程如图１所示。

通过上述流程进行隧道断面变形测量方法设计，在方法设计的过程中，着重对断面的三维重建与数据信息的点云计算进行设计，通过上述设定提高测量精度。

图1隧道断面变形测量方法流程图1.1获取隧道激光扫描数据采用三维激光扫描进行隧道断面数据信息获取，利用激光测距原理，对隧道的三维坐标、反射率以及纹理信息进行不断的重复记录，通过这些记录完成对隧道断面信息的获取。

在隧道的三维空间下，设定激光扫描仪的针对方向为ｙ轴，隧道横断面中水平方向为ｘ轴，隧道垂直方向为ｚ轴，在激光扫描仪进行移动扫描，获得三维点云数据模型，总点数为11，如图２所示。

图2点云数据模型示意图设定激光扫描仪所记录的激光从发射到接收的总时间为Ｔ，激光射线的传播速度设定为Ａ，通过此设定可以得出扫描仪到断面距离Ｗ，如式（１）所示。

与此同时，对下射线的射出角进行设定，采用β表示。

通过上述计算得出三维激光扫描仪坐标系坐标值。

基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究摘要：近年来，三维激光扫描技术在地铁隧道安全检测领域得到了很大的发展。

在隧道开挖过程中，可利用该技术测量超欠挖情况，避免隧道发生塌方事故；在隧道运营过程中，可利用其对隧道进行定期安全检测，以保证地铁安全运行。

相对于传统隧道检测方法，三维激光扫描技术有效地提高了隧道安全检测的工作效率和检测精度，并且节约了大量人力和财力。

截至目前，隧道变形监测领域用到的三维激光扫描系统大多是固定式三维激光扫描系统。

虽然固定式激光扫描系统扫描点云数量和精度都能达到工程变形监测要求，但是由于隧道几何形态呈狭长条状的特点，利用固定式激光扫描系统会造成两测站重叠部分存在大量冗余点，使得后期点云拼接困难。

基于此，本篇文章对基于三维激光扫描技术的隧道检测技术进行研究，以供参考。

关键词：三维激光扫描技术；隧道；检测技术引言近年来，随着城市的不断发展，地铁建设的高速推进。

在隧道建设过程中，地面设施的建设、不同区段地理环境的差异等因素，都会使地铁隧道发生一定程度上的变形，当变形程度超过限定要求时会严重影响隧道的结构安全。

地铁隧道竣工后需要检测其超欠挖是否合理、横断面与设计值的误差量。

地铁隧道距离长、分布区域广，需要在天窗时间测量，因此对测量手段要求较为苛刻。

传统方法通常采用全站仪、断面仪等设备进行特征点位测量。

全站仪采用单点测量，具有较高的精度，但存在测量速度慢、采集的数据量有限等缺点;另外断面仪测量时只能获取一个断面信息，在长距离隧道检测中，作业效率低。

总而言之，传统方法的数据采集量少，工作量较大，工作效率较低，短时间内无法全面反映隧道的变形状况。

三维激光扫描技术近年来发展迅速，受到人们的广泛关注，相比于传统测量方法具有高速度、高效率等特点，在地铁隧道监测领域的应用具有广阔的应用前景。

1三维激光扫描技术的相关概述1.1概念三维激光扫描技术采用的是激光测距的原理实现非接触、快速获取地物目标的三维点云数据和纹理（影像）数据，并对采集到的数据进行处理后进行三维建模，以此可以将复杂环境下的结构数据以三维的形式展示给相关工作人员，为空间信息数据库提供丰富的数据源。

三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的应用本文在对三维激光扫描技术的作用优势分析基础上，结合工程实例，对三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的具体应用进行研究。

标签：三维激光扫描技术;地铁隧道;断面测量;应用传统地铁隧道断面测量以吊铅锤法、断面仪法以及全站仪极坐标法、摄影测量法等方法为主，但是，由于这些测量方法在实际测量应用中不仅数据采样的效率较低，并且能够测量的断面数量十分有限，导致其测量结果只能对隧道断面的局部特征进行呈现，在实现大范围、高效测量分析应用中局限性十分突出。

此外，上述传统测量方法在实际测量应用中容易受人为因素影响，出现测量误差，对测量的准确性造成影响。

针对这种情况，下文通过三维激光扫描技术的测量应用优势分析基础上，结合工程实例，对其在地铁隧道断面测量中的具体应用进行研究。

1、三维激光扫描技术及其作用优势分析三维激光扫描技术作为一种新型立体扫描技术，具有高精度、高密度以及全自动等特征，在实际扫描测量应用中能够通过百万点/秒的扫描速度对测量目标进行全覆盖、高分辨率的三维激光点云数据扫描获取，以满足其扫描测量的需求，并能够根据扫描获取数据实现三维实景影像模型构建，具有较为显著的扫描测量应用优势。

三维激光扫描技术在进行地铁隧道断面测量应用中，其扫描测量的误差来源主要包括系统误差与偶然误差两种情况。

其中，系统误差是由三维激光扫描系统及仪器本身设计、制造、老化等引起的，主要表现为进行测距的精度误差与角度测量误差等;偶然误差则是一种随机误差情况，是由标靶获取以及隧道壁反射面、测量环境等因素导致。

为避免三维激光扫描技术进行地铁隧道断面测量中误差及影响，结合其扫描测量的实际情况，可以通过在测量前对三维激光扫描仪器进行检定与调校，确保测量应用仪器设备的系统误差在合理范围内，以减少对隧道断面测量的误差影响;同时，在扫描测量中也可以通过分站式扫描设站点的增加，并确保单站的扫描测量距离不超过30m，来避免因测距常数导致的误差及影响;此外，还可以通过扫描测量中将测站与标靶架设在基桩控制点上，并按照15至20m的密度进行测站以及标靶布置，在强制对中以及通过扫描前进行标靶点坐标输入等方式进行检查，以避免其误差及影响发生。

212YAN JIUJIAN SHE三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的应用San wei ji guang sao miao ji shu zai di tie sui dao duan mian ce liang zhong de ying yong郑炜随着三维激光扫描技术的出现，彻底改变了之前在工作中的传统施工形式，这种新技术借用了激光进行距离测量，该形式能够在第一时间准确无误并无间断地进行数据采集工作，使得工作效率较之前有了显著地提升。

在地铁隧道的施工过程中，尤其是数据测量过程中，难免会出现数据偏差，使其完成后的架构不满足设计需求，对于工程质量有一定的影响，要想工程顺利开展下去，就需要详细测算其断面的数据，从而得到精准的误差数据，为以后的工作打好基础。

在过去的隧道截面测量中经常用到的工具是全站型电子测距仪，由于这种仪器的工作原理相对较为落后，在测量时局限性较大，首先是其测量速度不能得到有效保障，测量环节涉及到的数据点有限，而且这种操作模式需要借助大量人工服务，比如要事先标记好需检测的位置点，普遍来看工作效率偏低。

随着激光扫描仪器的问世，以其特有的优势，在速度、计算精确度、采集云数据点等方面初步取得了较为明显的效果，并且对于之前大量人工操作放样点的工作，也得到有效解决，二者相比较，优势非常明显。

一、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术，也就是传统意义上的实景数据成像技术，其工作原理是借助激光的高速度、高精确度等优势，对所需对象的数据进行采集，利用多点扫描，实景测量的工作方式，从而得到整个测量对象的立体几何数据图及其相关影像，这种借用现代化高科技手段进行数据的有效收集和处理，通过专业的处理工作进行模型转换，从而得到工程不同阶段所需要的内容及形式。

二、工作流程就我国目前地铁隧道断面测量来看，主要的工作流程是由外至内，首先进行外业数据收集，其次是内业，接着是地铁隧道断面，最后完成测量数据整体输出。

地铁隧道断面收敛测量中3D激光扫描技术的应用地铁隧道断面收敛测量中3D激光扫描技术的应用摘要3D激光扫描技术的数据收集采样率较高，其在地铁隧道的断面收敛测量过程当中能够提供更加全面、可靠的精确数据，从而为地铁工程的施工方与运营方提供更加详细的判断数据，其所具备的数据测量优势是传统方法所难以企及的。

本文将主要就3D 激光扫描同传统方法的对比，分析其所具备的优势特性，而后就3D激光扫描的具体应用并结合相关的工程案例，来展开具体的分析与探讨，并测试其内、外两方面的符合性。

中国论文网/8/view-7242930.htm关键词地铁隧道；断面收敛测量；3D 激光扫描技术中图分类号U23文献标识码 A文章编号1674-6708 154-0052-03在地铁工程项目的施工作业与日常运营维护工作当中，主要的内容之一便是断面收敛测量，它将直接影响到地铁隧道的整体稳定与安全。

传统所采用的全站仪法当中，仅能够选择性的测量一部分隧道断面数据信息，无法完整性的反映出地铁隧道的实际问题状况。

而采用3D激光扫描技术则能够通过借助于采样率高的特性，为地铁隧道断面的收敛测量提供更加全面、精确的数据信息，从而使地铁隧道工程项目的施工与日常运营，能够具备有更加准确、直观的数据判断。

1 地铁隧道断面收敛测量在地铁隧道的施工及日常运营当中，往往会受到周边的地面及建筑物的扰动影响，以及在地铁隧道周边所开展的建筑工程施工与地铁隧道的内部施工、地铁列车在运行过程当中所产生的振动等各方面的综合作用，并最终致使地铁隧道产生收敛变形。

1.1 传统方法的缺陷在地铁隧道断面收敛测量中，传统的测量方法主要是通过布设导线进行坐标的传递在一个隧道管片之中分布安置数个观测站点，采用全站仪对各个观测站点的数据采取形变分析，其中也包括了收敛测量系统、传感器监测等多种方法。

但是此种方法却也存在一些缺陷漏洞以及不足之处，具体表现为：第一，在观测点的布设、测量当中，不能够精确的确保上下行测量站点与检核点处于同一水平线上，并且也不能够保障两者位于同一个平面当中，因而也就无法确保在地铁隧道断面收敛测量当中，上下行的测量站点处于同一个横断面当中。

基于三维激光扫描数据的地铁隧道断面测量摘要：随着我国科学技术的发展，三维激光扫描在建筑工程中越来越广。

在此，描述了三维激光扫描在地铁隧道调线调坡断面的测量，详细阐述了基于此技术的测量作业流程，包括控制网的测设以及点云数据的采集与处理等。

本文以某工程中隧道断面测量工作为例，将三维激光扫描断面测量成果与人工实测成果进行对比，三维激光扫描技术在数据采集效率、测量精度、成果输出方面都较传统方法有较大优势，并且在结构断面提取与成果输出方面实现了自动化，相较于同类测量方法在内业效率上有了较大提高，说明采用三维激光扫描技术能够保证测量精度，可满足地铁隧道调线调坡断面测量的需求。

关键词：三维激光；地铁；断面；调线调坡引言三维激光扫描技术是一项迅速发展的高新技术，它的出现为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段。

它具有非接触、精度高、速度快等特点，能大幅节省时间与成本，有效解决数字化信息采集的难题。

这些优势使其在虚拟现实、数字城市、文物保护、工程测量等领域有着广泛的应用，是目前国内外测绘领域关注的热点之一。

结构断面检测作为地铁施工检测的一项重要内容，为后期的调线调坡提供数据支持。

地铁盾构区间贯通后，需要根据规范要求进行地下导线点、地下水准点布设及测量，然后进行结构断面测量，并将测量结果作为后续线路调整的依据。

本文采用三维激光扫描仪测量代替传统的方法，将其应用于沈阳地铁结构断面检测中，保证测量精度的同时，极大地提高了作业效率。

在三维激光扫描仪数据的后处理方面，本文采用了自动化的断面提取方法，对任意里程的结构断面进行批量输出，相对于同类方法的隧道模型断面提取有了较大的改进，既简化了处理流程，也提高了效率。

1.点云数据采集1.1扫描参数的设定为了尽可能获取完整的隧道扫描点云数据，对扫描视场角不进行限制，即选择全景扫描模式。

扫描分辨率设定为３．１ｍｍ＠１０ｍ，在正常扫描灵敏度下的单站扫描时间约为３分３０秒，可有效兼顾测量精度与效率。

三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的应用何鹏程发布时间：2021-10-25T08:15:32.362Z 来源：《现代电信科技》2021年第11期作者：何鹏程[导读] 由于地铁是地下交通工具，因此其建设的重点几乎都在地下进行，而这就不免要开采地铁隧道并对隧道进行测量施工。

（身份证号码：430522198****05873）摘要：随着社会经济水平的不断提升，城市内的交通体系组成也在不断的丰富和完善，目前地铁已经被应用在国内的全部省会城市和一些非省会城市，为给城市的日常交通提供了极大的便利。

那么与此同时，地铁的建设也逐渐成为热门话题，地铁的建设过程比较的复杂，涉及到的技术也比较的繁多。

那么本文主要分析了三维激光扫描技术在隧道断面变形测量中的应用。

关键词：三维激光扫描技术；地铁隧道；断面测量由于地铁是地下交通工具，因此其建设的重点几乎都在地下进行，而这就不免要开采地铁隧道并对隧道进行测量施工。

一般来说，对于固定地点的地铁隧道，有指定的建设指标要求，如高度、长度、弧度等，而在建设过程中，为了提高这些数据的准确性，一般要应用到一些比较高水平的技术，其中三维激光扫描技术就是比较常见的。

对于测绘人员来说，为了不断提高工作的效率和有效性，通常会采用这种技术进行数据分析，并且从以往的研究来看，通过三维激光扫描技术可以有效提高地铁隧道建设的质量。

那么这种技术在隧道断面测量中具体如何应用，还需要相关技术人员的不断探究分析。

1 三维激光扫描技术概述1.1 简述在科学技术越来越发达的时代，成功将测绘行业引领进新的发展局势的就是三维激光扫描技术。

三维技术突破了平面扫描的局限性，通过高分辨率、高效率、高速度的扫描可以将物体的整体信息投影出来，甚至可以以1：1的比例建立彩色的且真实性较高的模型，这一技术的出现是对传统空间技术发展突破。

将测量的范围从点上升到面，是三维激光扫描技术的主要特点，而现实中应用这种技术的承载体主要是三维激光扫描仪。

基于三维激光扫描技术的隧道断面检测摘要：随着我国经济的快速发展，我国隧道工程的建设数量越来越多，施工难度也越来越大，为确保其安全运营，隧道断面检测显得尤为重要。

本文阐明了三维激光扫描技术的隧道检测基本原理和技术优势，探究了其在隧道断面检测中的应用，同时，三维扫描影像图可用于分析隧道常见的拱顶漏水、衬砌空洞、超欠挖等问题的原因，为隧道施工提供参考和改善措施，使得隧道施工更加安全和科学。

关键词：隧道；断面检测；三维激光扫描；安全和科学0引言随着我国经济的快速发展，我国公路交通事业逐渐发达起来。

近年来我国修建的数量越来越多，施工难度也越来越大。

然而由于我国地域辽阔，各地工程施工地质条件差异巨大，隧道工程作为隐蔽工程，不仅受到地质条件的影响，而且受到初期设计与施工和技术水平限制影响，在运营中会出现了一系列工程病害，如：漏水、衬砌开裂、和衬砌腐蚀等。

在隧道的运营过程中，隧道断面的检测是重中之重[1]。

然而传统的隧道检测通常由人工进行，会受限于作业人员的专业素质、工作态度等因素，使得检测效率低下，存在着隧道检测和隧道安全预警不及时的缺点[2]。

三维激光扫描技术凭借其高精度、高密度、全覆盖、无需设站等特点受到广泛关注。

1三维激光扫描技术的原理分析1.1三维激光扫描技术原理三维激光扫描技术是一项高新测量技术，称作为“实景复制技术”［3］，它于上世纪90年代中期逐渐发展成熟，其原理和全站仪的原理类似，不同点在于三维激光扫描仪采用非接触方式，把激光先投射到被测物体表面，继而反射回扫描仪内的传感器中，扫描仪据此计算其与物体的距离，确定物体在空间中的位置，得到三维点云数据，再通过计算可大面积、高分辨率地快速复建出被测物体的空间点位信息并构建三维模型。

三维激光扫描技术测量原理如图１所示，以发射激光束处为该坐标系原点，Ｘ轴为扫描仪水平转动轴的零方向，Ｚ轴为扫描仪水平时的天顶方向（理论竖直轴），Ｙ轴与Ｘ轴、Ｚ轴成右手坐标关系，图1中α为扫描仪测量到的水平角，θ为扫描仪测量到的竖直角，Ｓ为坐标原点到监测点的距离，可以用式（1）来表示监测点在扫描坐标系中的坐标：图1 三维激光扫描技术的测量原理1.2三维激光扫描技术优势与传统断面检测技术相比，三维激光扫描测量具有以下优势：无接触测量：采用非接触扫描的方式，无需接触被测实体表面，即可直接采集物体表面的三维数据，降低了测量风险。