Deformacijų naudojant antžeminį lazerinį skenerį ir elektroninį tacheometrą tyrimas

Abstract

Kultūros paveldo deformacijų stebėjimai išskirtiniai tuo, kad objektai dažniausiai yra sudėtingų formų, todėl ne visada įmanoma taikyti atskirų taškų judesių stebėjimo metodiką. Be to, deformacinių markių įrengimas dažnai nėra galimas. Tokiais atvejais antžeminis lazerinis skenavimas yra pranašesnis už tradicinius deformacijų matavimus. Tačiau lazerinis antžeminis skenavimas nėra plačiai naudojamas aukšto tikslumo statinių deformacijų stebėsenos užduotims atlikti. Darbo tikslas yra nustatyti antžeminių lazerinių skenerių tinkamumą statinių nuokrypio nuo vertikalės tyrimuose, išnagrinėti duomenų apdorojimo ypatumus. Tyrimo metu atlikti deformacijų matavimai naudojant antžeminį lazerinį skenerį ir elektrinį tacheometrą. Pagal atitinkamas metodikas atlikti koplyčios posvyrio skaičiavimai. Palyginti deformacijų rodikliai, nustatyta deformacijų dinamika ir įvertintas matavimų tikslumas. Gauta, kad 2012 m. ir 2013 m. vieno matavimo posvyrio nustatymo vidutinė kvadratinė paklaida yra 17''. Koplyčios posvyrio nuo vertikalės kitimas, nustatytas dviem prietaisais, yra labai panašus. Remiantis rezultatais galima teigti, kad vidutinio tikslumo (apie 5 mm) taškų debesies taškų vidurkinimas duoda ne prastesnius rezultatus, negu klasikiniais metodais atlikti preciziniai (apie 1 mm) matavimai. Nustatyta, kad pagal lazerinio skenavimo duomenis sudarytas objekto trimatis modelis tinka inžineriniams skaičiavimams atlikti, o gautas objekto parametrų verčių tikslumas atitinka klasikiniais geodeziniais prietaisais nustatytų parametrų verčių tikslumą. Antžeminio lazerio matavimų duomenų apdorojimas yra sudėtingesnis ir reikalauja daugiau laiko bei technologinių resursų, tačiau rezultatų informatyvumas žymiai aukštesnis lyginant su tachometro matavimais. Barboros Koplyčios Musninkuose posvyrio kitimo nuo vertikalės per 12 mėn. laikotarpį nenustatyta. Kampas tarp vertikalės ir projektuojančiosios ašies yra 1,61̊.

Cultural heritage deformation monitoring observations are exceptional because the objects are usually complex-shape structures; therefore observation of individual monitoring points is not always appropriate. Also the installation of deformation signs often is not possible. In such cases, terrestrial laser scanning technique is superior to conventional deformation measurements. However, terrestrial laser scanning is not widely used in high-precision static deformation monitoring tasks. The aim of the thesis is to determine the suitability of terrestrial laser scanners for building deflection of the vertical and to examine the data processing features. Deformation measurements using a laser scanner and electronic tachometer were performed during the carried out study. Using the appropriate methods chapels inclination calculations were performed. Deformation parameters were compared; deformation dynamics and the accuracy of the measurements were assessed. Results shows that in measurements performed in years 2012 and 2013 the single measurement RMS is not exeeding17''. Chapel inclination angle determined using two different devices is very similar. Based on the results it could be concluded that the medium accuracy ( about 5mm ) point cloud averaging gives not much worse results than measurements performed by classical methods and precision ( about 1 mm). It was found that three-dimensional model of an object created from the laser scanning data is suitable for engineering calculations. The resulting values of the estimated parameters of the object corresponds to the classical precision surveying instruments estimated parameter values and accuracy. Terrestrial laser measurement data processing is more complex and requires more time and technological resources, but the results significantly more informative compared with the tachometer measurements. There was no change of inclination angle of Barbara Chapel observed during 12 month period. The angle between the vertical and the chapels axe is 1.61 ̊.