一、地面激光技术的应用现状
在传统的变形监测中，所运用的控制点坐标是按照单点三角测量的时间序列排序的，所需要的检测时间比较长，劳动强度比较大，而且监测的结果受到多个方面的因素的影响。地面激光技术在地铁隧道变形监测中可以通过短时间就可以全面获取变形监测对象的数据信息，并且对这些数据进行处理，从而进行变形分析，正因为如此地面激光技术在地铁隧道变形监测中的应用成为该领域的研究热点。目前，在地面激光技术在地铁隧道变形监测中的应用存在着多个方面的问题需要解决:隧道扫描多个站台数据的过程中缺乏相应的控制，因此道之所扫描出来的数据拼接精度不高;其次，地面激光仪器可以在短时间内经过扫描得到云数据，然而所获得的这些数据是处于不同时间段的数据，很难在其中找到同名点。为了解决这个问题，可以通过将地面激光数据和其他的数据进行结合，实现多站数据的拼接，从而提高数据拼接的精度。
二、实验与研究
1、实验具体流程。选择某地区的地铁交叉部分作为研究对象，长度为100米，对其进行变形监测。因为受到建设施工的影响，导致该段地铁隧道发生变形，其变形的程度与地铁的安全运行存在这直接的联系，所以必须重视对该地铁进行监测。在监测的过程中，一共使用了三种监测方法，包括了:地面激光技术、全站仪监测技术以及光线位移计，具体的流程如下所示:首先，所设置的控制点与站点分为三个组成部分，包括了对不同时间序点的云数据进行采集，在不同时许点的坐标全站仪多次进行数据采集，以及在不同时需控制点水准仪高程数据进行多次采集。其次，对所采集到的数据进行处理，在不同时序点所采集到的云数据进行高精度的拼接与滤波，通过点云法向量进行精简，采用点云构建网进行变形分析。另一方面，对在全站仪和水准仪所采集到的数据进行多次的数据平方差计算，并对其进行单点的变形监测分析以及采用光线位移计进行变形分析获得数据，最后把该数据与点云构建网的变形分析数据进行对比分析。
2、隧道的变形监测分析。对所采集到的云数据进行拼接以及预处理，精简预处理的云数据，所得的数据量得到大量的减少，变为原来的五分之一，这些点是在原始云数据的数据进行处理的，依然保留着原来数据的特点，同时由于经过精简预处理数据，其所得到的数据点用以进行构网的速度得到大幅度加快。在构建三角网的时候，由于可以保留大量的原始信息，因此所得到的变形分析结果具有极高的准确性。其次，通过扫描仪进行多次的扫描，采用建模对多次扫描得到的点云数据进行处理，进行变形分析。隧道变形的趋势体现在2次扫描数据的叠加情况，为了提高其度量标准的精准度，可以对2个建模进行高程相减来表达隧道的变形趋势，如此一来，可以提高变形趋势的准确性，提高决策依据的可靠性。对第1次扫描处理所得到的数据进行建模处理之后的图像显示:对2次不同时间段扫描处理所得到的数据进行建模处理之后的图像显示:从叠加的图像中可以明显的观察到第1次扫描的结果和第2次扫描的结果在隧道建模的高程上存在着差异，第2次的隧道模型与第1次的隧道模型相比，其高程更为高一些，由此可见，隧道出现了变形。
3、对通过地面激光技术所监测的结果、全站仪监测的结果以及光纤位移计所监测的结果进行对比:(1)在J20的站点，光纤位移计观测值是－9．3935，全站仪观测值是－9．3910，地面激光技术观测值是－9．3912，其与光纤位移计的差值是0．0023，与全站仪的差值是－0．0002;(2)在J21的站点，光纤位移计观测值是－9．3935，全站仪观测值是－9．3918，地面激光技术观测值是－9．3920，其与光纤位移计的差值是0．0015，与全站仪的差值是－0．0002;(3)在J22的站点，光纤位移计观测值是－9．3935，全站仪观测值是－9．3923，地面激光技术观测值是－9．3925，其与光纤位移计的差值是0．0010，与全站仪的差值是－0．0002;(4)在J23的站点，光纤位移计观测值是－9．3936，全站仪观测值是－9．3918，地面激光技术观测值是－9．3920，其与光纤位移计的差值是0．0016，与全站仪的差值是－0．0002;(5)在J24的站点，光纤位移计观测值是－9．3935，全站仪观测值是－9．3913，地面激光技术观测值是－9．3916，其与光纤位移计的差值是0．0020，与全站仪的差值是－0．0003。从以上数据中的比较，可知地面激光技术检测值与全站仪检测值最为接近，二者的误差比较小，这是由于地面激光技术对点云数据进行全站仪修正与处理;其次，地面激光技术检测值与光纤位移计检测值的误差比较大，虽然这个误差仍然处于5mm的范围之内，但是与全站仪检测结果的误差值相比而言，是比较大的。由此可见，光纤位移计虽然具有精度高的检测功能，但是该仪器需要提前放入隧道体里面，如此一来，便会对隧道造成破坏，也会大幅度的提高了成本，并不理想。因此，地面激光技术是监测隧道变形的最适宜的选择。
综上所述，基于地面激光技术的隧道变形监测技术具有着理想的机电论文发表监测效果，值得广泛推广以及应用。
作者：杨永波 单位：重庆市勘测院
