这套方案解决高层建筑形变监测难题

随着建筑工程领域的发展，城市高楼大厦不断拔地而起。为了保证高层建筑建设的安全性和可靠性，需要对高层建筑物采取变形监测措施，进而掌握建筑物的动态变化规律，规避安全风险。

技术难点

传统的变形观测方法，如水准测量、三角测量、全站仪、导航卫星测量等，生产成本高、工作效率低，在狭窄的城市区域采集高层及超高层的测量数据难度大，难以保证高层建筑形变数据的完整性于精确性。高层建筑形变监测需要很高的测量精度，且观测时间跨度大，观测时间长，测量工作的效率和数据成果的精确可比性至关重要。

解决方案

在建筑物变形监测阶段，出现了一种新型监测技术，即三维激光扫描技术，它突破了传统的单点数据采集方式，在保持高精度的同时大幅提高了数据采集的效率，被称为“实景复制技术”。在建筑物立面测量领域，三维激光扫描测量技术的出现和发展，克服了传统建筑立面测量的局限性，解决了建筑物立面数据人工采集时所带来的精度损失、效率损失等问题，尤其是解决了高层建筑物立面无法量测的问题。

三位激光扫描技术优势

高效性

三维激光扫描仪可以每秒打出数百万个点，快速形成空间信息图像，相对于传统人工测量方式大大节省工时。

高精度

以往人工测量往往是以点带面的形式展现，而三位激光扫描仪内装有精密的传感器，可以调节分辨率达到工程对精度的需求，并能够空间成像，形成空间点的坐标，对目标体形成更加细腻的展现。

高安全性

三位激光扫描非接触式测量，不需要接触被测物体的表面，能解决人无法到达区域的测量问题，减小了高层建筑测量的危险性。

自动化操作

三维激光扫描仪设置好参数后，仪器则可以自动旋转，进行数据收集。而传统测量如全站仪测量则需要全程人工参与，与传统扫描方式相比三维激光扫描更加容易操作，更具有适用性。

三维激光扫描方案方法

数据采集

三维激光扫描仪全自动采集数据，只需要提前设定扫描的参数，仪器就能在几分钟内自动化的扫描周边场景。由于测程、遮挡等问题，高层建筑可能在一次扫描中不能采集到完整数据，这时需要多次设站扫描。根据城市楼房空间位置关系，扫描测站可提前踏勘获取理想的架站位置，以保证后期数据点云的重叠度。

点云数据处理

点云数据的处理一般包括去噪、拼接、精简等步骤。高层建筑测量时对点云去噪可以分类进行处理，对于植被、行人和车辆等干扰型点云，直接进行批量去除，而对于一些像玻璃投射、折射的点云，可以通过对点云的不同着色进行过滤，而在内业成图时，通过设置合适的厚度对点云进行切片，结合拍摄的纹理照片对一些无规律的噪声点云进行滤除。点云融合则可以通过归一化算法将重叠区域点云进行优化，使点云模型变得更加平滑。

变形监测

将扫描得到的前后两期点云数据进行对比分析，得到相同位置处两个扫描面之间点云的位移，即可将其视为两个时期的变形量。形变监测的成果包括各监测点的点位分布图及其变形曲线，如沉降变形曲线、楼体外轮廓的倾斜度等。

三维激光扫描技术凭借测量误差小、测量耗时短的优势在各大领域里都得到广泛应用，并可高效率、高精度全面测量不同类型的高层建筑物立面信息，为高层建筑物变形监测提供解决方案。