CN115265400B - 一种建筑工程数字化形变测量方法及系统 - Google Patents

一种建筑工程数字化形变测量方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑工程数字化形变测量方法及系统,属于建筑工程技术领域,用于解决现有的建筑物形变检测方法在检测不规则建筑物是否形变时,数据选择有局限性,检测结果的代表性差的技术问题。方法包括:获取待测建筑物的实时多维度建筑数据并进行对比融合,得到待测建筑物的实时外部建筑数据;对待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值;获取待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;根据当前内部建筑数据,对待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;根据外部实时形变值以及当前内部形变值,确定建筑物的当前综合形变值;并将外部实时形变值、当前内部形变值与当前综合形变值发送到数据检验模块,得到当前形变测量结果。

Description

一种建筑工程数字化形变测量方法及系统
技术领域
本申请涉及建筑工程技术领域,尤其涉及一种建筑工程数字化形变测量方法及系统。
背景技术
随着中国经济的迅猛发展,形形色色的有设计感的建筑在国内越来越多。在建筑的设计过程中,越来越注重建筑的美感和造型。而在建筑实际建设中,从施工到竣工,需要多次对建设中的建筑进行形变检测,在目前工程中对建筑物的形变检测项目,主要包括垂直检测、平整度检测、沉降检测以及偏移量检测等。建筑物在建设过程中会产生偏差,偏差在一定限度内是正常现象,但超过一定限值,就会影响建筑物的验收和使用,严重时甚至危及建筑物的安全。
因此,为保证施工质量,出现了很多针对建筑物的形变检测方法。在一些方法中,通过拍摄建筑物的图像,再根据图像以及初始建筑数据判断建筑物是否形变,但这些方法只适用于方方正正的建筑物的形变检测,对于有设计感的不规则建筑并不适用。还有一些方法是通过指定基准面并记录初始数据,隔一段时间后再采集这些基准面的点云数据进行拟合,将拟合面与基准面进行对比,从而判断建筑是否发生了形变。这种方法虽然在一定程度上能够检测出不规则建筑是否形变,但是由于基准面在选择时有局限性——只能选择垂直面或者水平面,且选择数量有限,因此根据基准面对比得出的检测结果不一定能够代表建筑物的整体情况,容易产生错检漏检的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种建筑工程数字化形变测量方法及系统,用于解决如下技术问题:现有的建筑物形变检测方法在检测不规则建筑物是否形变时,数据选择有局限性,导致检测结果的代表性差、准确度低。
本申请实施例采用下述技术方案:
一方面,本申请实施例提供了一种建筑工程数字化形变测量方法,方法包括:将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,获取待测建筑物的实时多维度建筑数据;将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据;根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值;获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值;并将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块,得到所述待测建筑物的当前形变测量结果。
在一种可行的实施方式中,将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,获取待测建筑物的实时多维度建筑数据,具体包括:通过所述GPS定位技术,对所述待测建筑物中的多个预设静态观测点进行静态定位,得到所述预设静态观测点的位置信息;其中,所述位置信息为三维立体坐标;通过遥感技术,获取所述待测建筑物的遥感图像,并在所述遥感图像中获取所述待测建筑物的俯视轮廓信息;将所述位置信息以及所述俯视轮廓信息集成到地理信息系统GIS中,构建所述待测建筑物的实时多维度建筑数据。
在一种可行的实施方式中,将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据,具体包括:通过无人机设备,获取所述待测建筑物的全方位图像;根据所述全方位图像,对所述待测建筑物进行三维实景建模,得到待测建筑物三维轮廓模型;根据所述俯视轮廓信息,对所述待测建筑物三维轮廓模型进行准确性验证,若所述待测建筑物三维轮廓模型的俯视轮廓与所述俯视轮廓信息的重合度高于第一预设阈值,则对所述待测建筑物三维轮廓模型进行锁定;根据所述多个预设静态观测点的位置信息,确定锁定后的待测建筑物三维轮廓模型上所有轮廓点的位置信息,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据。
在一种可行的实施方式中,根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值,具体包括:计算当前时刻确定的所述实时外部建筑数据与初始时刻对应的实时外部建筑数据之间的所有二维位移向量;其中,所述二维位移向量包括水平位移向量以及垂直位移向量两个维度,所述水平位移向量包括水平位移方向以及对应的水平位移值,所述垂直位移向量包括垂直位移方向以及对应的垂直位移值;对得到的所有二维位移向量进行综合运算,得到所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值。
在一种可行的实施方式中,对得到的所有二维位移向量进行综合运算,得到所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值,具体包括:将所述待测建筑物按照预设比例划分为高层区、中层区以及低层区;其中,所述预设比例为a:b:c,且a+b+c=10;在所有轮廓点的二维位移向量中,剔除水平位移值小于第二预设阈值且垂直位移值小于第三预设阈值的二维位移向量;分别将所述高层区、中层区以及低层区中剩余的二维位移向量中,位移方向相同的位移值相加,得到各个水平位移方向上的水平位移总值以及各个垂直位移方向上的垂直位移总值;分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个水平位移方向上的水平位移总值求平均值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部水平形变值;分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个垂直位移方向上的垂直位移总值相减并求绝对值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部垂直形变值以及外部垂直形变方向;根据L1=A1*(10/a)+A2*(10/b)+A3*c,得到所述待测建筑物当前时刻的外部水平实时形变值;其中,A1为所述高层区的外部水平形变值,A2为所述中层区的外部水平形变值,A3为所述低层区的外部水平形变值;根据H1=B1*a+B2*(10/b)+B3*(10/c),得到所述待测建筑物当前时刻的外部垂直实时形变值;B1为所述高层区的外部垂直形变值,B2为所述中层区的外部垂直形变值,B3为所述低层区的外部垂直形变值;所述外部水平实时形变值以及所述外部垂直实时形变值,构成所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值。
本申请实施例通过将待测建筑物按比例划分为中高低三个层次,并分别对三个层次计算变形值,由于建筑高层更加容易在水平方向发生变形,低层更容易在垂直方向发生变形,因此在水平变形值和垂直变形值的计算时,分别根据划分比例进行加权计算,从而使计算结果更有代表性。
在一种可行的实施方式中,获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据,具体包括:在所述待测建筑物的每层中心位置以及边缘位置指定若干个房间,作为所述预设空间;通过三维激光扫描技术,对所述预设空间进行扫描,获取所述预设空间的点云数据;将所述点云数据的坐标系转换为本地坐标系,并基于所述本地坐标系识别所述点云数据中的面数据;其中,所述面数据至少包括墙面数据、地面数据以及天花板数据;采用最小二乘法拟合各所述面数据,得到对应的拟合面;其中,所述拟合面至少包括墙面拟合面、地面拟合面、天花板拟合面;各预设空间的点云数据、面数据以及所述拟合面,构成所述当前内部建筑数据。
在一种可行的实施方式中,根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值,具体包括:将当前预设空间内的墙面拟合面与所述待测建筑物的内部建筑基准数据库中的墙面垂直基准面进行角度计算,得到当前预设空间的若干个垂直角度差值;其中,所述内部建筑基准数据库至少包括墙面垂直基准面、地面水平基准面、天花板水平基准面;将所述若干个垂直角度差值相加后,得到所述当前预设空间内的垂直角度总差值;将所述当前预设空间内的地面拟合面与所述地面水平基准面进行角度计算,得到第一水平角度差值;将所述当前预设空间内的天花板拟合面与所述天花板水平基准面进行角度计算,得到第二水平角度差值;将所述第一水平角度差值与所述第二水平角度差值相加后,得到所述当前预设空间内的水平角度总差值;对所有预设空间的垂直角度总差值求平均值,得到所述待测建筑物的内部垂直形变值,对所有预设空间的水平角度总差值求平均值,得到所述待测建筑物的内部水平形变值;所述内部垂直形变值与所述内部水平形变值构成所述待测建筑物的内部形变值。
在一种可行的实施方式中,根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值,具体包括:计算所述内部形变值中各角度数据与360度的比值,将所述内部形变值中的角度数据转化为数值;将转化后的数值与所述外部形变值中的数值进行加权计算,得到所述建筑物的综合形变值。
在一种可行的实施方式中,将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块,得到所述待测建筑物的当前形变测量结果,具体包括:将所述外部形变值、所述内部形变值与所述综合形变值发送到数据检验模块后,分别对所述外部形变值、所述内部形变值与所述综合形变值进行条件判断,若其中至少有一项符合预警条件,则将所述形变测量结果确定为形变超限;通过所述数据检验模块,将所述形变测量结果以及预警信息发送到相关负责人的终端,以对所述形变超限情况及时进行处理和监测。
另一方面,本申请实施例还提供了一种建筑工程数字化形变测量系统,系统包括:数据获取模块,用于将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,实时获取待测建筑物的实时多维度建筑数据;数据处理模块,用于将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据;根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值;获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值;并将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块;数据检验模块,用于对所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值进行条件检验,得到所述建筑物的当前形变测量结果。
本申请实施例提供的一种建筑工程数字化形变测量方法及系统,将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,获取建筑的多维度外部数据,进而得到建筑的实时外部建筑数据,根据外部建筑数据对建筑物的外部轮廓形变进行实时监测。又定期通过三维激光扫描技术获取特定房间的内部变形值。进而将内外数据结合进行建筑物变形值的检测。本申请的方法不仅适用于规则的建筑,还适用于不规则设计的建筑,对于建筑的外部轮廓,本申请进行实时变形检测,对于建筑的内部形变情况,本申请进行定期变形检测,被检测房间位置选取合理且有代表性。结合内外检测结果,综合考量建筑物的整体形变情况,检测结果代表性强,准确度高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本申请实施例提供的一种建筑工程数字化形变测量方法流程图;
图2为本申请实施例提供的一种建筑工程数字化形变测量系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种建筑工程数字化形变测量方法,如图1所示,建筑工程数字化形变测量方法具体包括步骤S101-S106:
S101、将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,实时获取待测建筑物的实时多维度建筑数据。
具体地,通过GPS定位技术,对待测建筑物中的多个预设静态观测点进行静态定位,得到预设静态观测点的位置信息;其中,位置信息为三维立体坐标。然后通过遥感技术,获取待测建筑物的遥感图像,并在遥感图像中获取待测建筑物的俯视轮廓信息。将获取的位置信息以及俯视轮廓信息集成到地理信息系统GIS中,构建待测建筑物的实时多维度建筑数据。其中,待测建筑物可以是规则形状的建筑物,也可以是不规则形状的建筑物。多个预设静态观测点分别设置于待测建筑物不同高度的外表面。
S102、将实时多维度建筑数据进行对比融合,得到待测建筑物的实时外部建筑数据。
具体地,在待测建筑物启动变形检测的初始时刻,先通过无人机设备,获取待测建筑物的全方位图像。全方位图像是指待测建筑物各个角度的轮廓图像。然后根据获取的全方位图像,对待测建筑物进行三维实景建模,得到待测建筑物三维轮廓模型。
进一步地,在变形检测启动后,根据实时多维建筑数据中的俯视轮廓信息,对待测建筑物三维轮廓模型进行准确性验证,若待测建筑物三维轮廓模型的俯视轮廓与俯视轮廓信息的重合度高于第一预设阈值,则对待测建筑物三维轮廓模型进行锁定。
进一步地,根据多个预设静态观测点的位置信息,确定锁定后的待测建筑物三维轮廓模型上所有轮廓点的位置信息,得到待测建筑物的实时外部建筑数据。
作为一种可行的实施方式,在锁定待测建筑物三维轮廓模型之后,根据多个预设静态观测点的三维立体坐标,以及其他轮廓点与预设静态观测点的位置关系,计算其他轮廓点的三维立体坐标,通过数学计算方法即可实现,本申请不作赘述。
S103、根据实时外部建筑数据,对待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值。
具体地,计算当前时刻确定的实时外部建筑数据与初始时刻对应的实时外部建筑数据之间的所有二维位移向量;其中,二维位移向量包括水平位移向量以及垂直位移向量两个维度,水平位移向量包括水平位移方向以及对应的水平位移值,垂直位移向量包括垂直位移方向以及对应的垂直位移值。
作为一种可行的实施方式,在获取实时外部建筑数据后,分别计算当前时刻的所有轮廓点与初始时刻的对应轮廓点之间的水平位移向量以及垂直位移向量,并将两者以二维位移向量的形式进行存储。
进一步地,对得到的所有二维位移向量进行综合运算,得到待测建筑物当前时刻的外部实时形变值,具体包括:
将待测建筑物按照预设比例划分为高层区、中层区以及低层区;其中,预设比例为a:b:c,且a+b+c=10。在所有轮廓点的二维位移向量中,剔除水平位移值小于第二预设阈值且垂直位移值小于第三预设阈值的二维位移向量。然后分别将高层区、中层区以及低层区中剩余的二维位移向量中,位移方向相同的位移值相加,得到各个水平位移方向上的水平位移总值以及各个垂直位移方向上的垂直位移总值。分别对高层区、中层区以及低层区中各个水平位移方向上的水平位移总值求平均值,得到高层区、中层区以及低层区的外部水平形变值。分别对高层区、中层区以及低层区中各个垂直位移方向上的垂直位移总值相减并求绝对值,得到高层区、中层区以及低层区的外部垂直形变值以及外部垂直形变方向。
进一步地,根据L1=A1*(10/a)+A2*(10/b)+A3*c,得到待测建筑物当前时刻的外部水平实时形变值;其中,A1为高层区的外部水平形变值,A2为中层区的外部水平形变值,A3为低层区的外部水平形变值。
进一步地,根据H1=B1*a+B2*(10/b)+B3*(10/c),得到待测建筑物当前时刻的外部垂直实时形变值;B1为高层区的外部垂直形变值,B2为中层区的外部垂直形变值,B3为低层区的外部垂直形变值。外部水平实时形变值以及外部垂直实时形变值,构成待测建筑物当前时刻的外部实时形变值。
在一个实施例中,预设比例可设为3:5:2,此时,按照该预设比例将待测建筑物划分为高层区、中层区以及低层区,并将水平位移和垂直位移都较小的轮廓点剔除,只对各个区域内剩余轮廓点的二维位移向量进行计算。将水平方向位移相同相同的水平位移值相加,得到各个方向上的水平位移总值。比如水平位移方向为方向1的轮廓点共有10个,那么将这10个轮廓点的水平位移值相加后即为方向1的水平位移总值。而对于垂直位移方向来说,垂直位移仅包括向上和向下两个方向,因此将向上位移的轮廓点的垂直位移值相加即得到向上方向的垂直位移总值。同理可计算出所有方向上的位移总值。此时外部水平实时形变值的计算公式为:L1=A1*(10/3)+A2*2+A3*2,外部垂直实时形变值的计算公式为:H1=B1*3+B2*2+B3*5。
在本申请中,对于各层区外部水平形变值的计算,采用的是将各个水平位移方向上的水平位移总值求平均值的方法,对于外部垂直形变值的计算,采用的是将向上和向下两个方向上的垂直位移总值相减并求绝对值的方法,从建筑的形变实际情况出发在水平和垂直两种方向上采用不同的形变计算方法,使计算结果更有代表性。进一步,在计算整体的外部水平实时形变值和外部垂直实时形变值时,考虑到建筑高层更易产生水平形变,低层更易产生垂直形变,因此在公式设计时,将各个区域的加权值与划分比例挂钩,使水平变形值的计算公式中,高层区的加权比例更大,垂直变形值的计算公式中,低层区的加权比例更大,能够更好地适应实际情况。
S104、获取待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据。
具体地,在待测建筑物的每层中心位置以及边缘位置指定若干个房间,作为预设空间。然后通过三维激光扫描技术,对预设空间进行扫描,获取预设空间的点云数据。将点云数据的坐标系转换为本地坐标系,并基于本地坐标系识别点云数据中的面数据;其中,面数据至少包括墙面数据、地面数据以及天花板数据。采用最小二乘法拟合各面数据,得到对应的拟合面;其中,拟合面至少包括墙面拟合面、地面拟合面、天花板拟合面。各预设空间的点云数据、面数据以及拟合面,构成当前内部建筑数据。
S105、根据当前内部建筑数据,对待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值。
具体地,将当前预设空间内的墙面拟合面与待测建筑物的内部建筑基准数据库中的墙面垂直基准面进行角度计算,得到当前预设空间的若干个垂直角度差值;其中,内部建筑基准数据库至少包括墙面垂直基准面、地面水平基准面、天花板水平基准面。将若干个垂直角度差值相加后,得到当前预设空间内的垂直角度总差值。
进一步地,将当前预设空间内的地面拟合面与地面水平基准面进行角度计算,得到第一水平角度差值;将当前预设空间内的天花板拟合面与天花板水平基准面进行角度计算,得到第二水平角度差值;将第一水平角度差值与第二水平角度差值相加后,得到当前预设空间内的水平角度总差值。
进一步地,对所有预设空间的垂直角度总差值求平均值,得到待测建筑物的内部垂直形变值,对所有预设空间的水平角度总差值求平均值,得到待测建筑物的内部水平形变值。内部垂直形变值与内部水平形变值构成待测建筑物的内部形变值。
S106、根据外部实时形变值以及当前内部形变值,确定建筑物的当前综合形变值;并将外部实时形变值、当前内部形变值与当前综合形变值发送到数据检验模块,得到建筑物的当前形变测量结果。
具体地,计算内部形变值中各角度数据与360度的比值,将内部形变值中的角度数据转化为数值。将转化后的数值与外部形变值中的数值进行加权计算,得到待测建筑物的综合形变值。
在一个实施例中,若内部垂直形变值为5度,那么计算5/360,将角度转化为数值。通过此方法转化后的内部形变值为(内部水平形变值/360,内部垂直形变值/360),而外部实时形变值为(外部水平实时形变值,外部垂直实时形变值)。然后根据Z=(L1+L2)*w1+(H1+H2)*w2,计算待测建筑物的综合形变值Z。其中,L2为内部水平形变值/360,H2为内部垂直形变值/360,w1、w2为加权值,可根据项目需求进行设置和调优,本申请中不作具体限定。
进一步地,将外部形变值、内部形变值与综合形变值发送到数据检验模块后,分别对外部形变值、内部形变值与综合形变值进行条件判断,若其中至少有一项符合预警条件,则将形变测量结果确定为形变超限。通过数据检验模块,将形变测量结果以及预警信息发送到相关负责人的终端,以对形变超限情况及时进行处理和监测。预警条件可人为在数据检验模块中输入并可实时调整。
另外,本申请实施例还提供了一种建筑工程数字化形变测量系统,如图2所示,建筑工程数字化形变测量系统200具体包括:
数据获取模块210,用于将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,实时获取待测建筑物的实时多维度建筑数据;
数据处理模块220,用于将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据;根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值;获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值;并将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块。
数据检验模块230,用于对所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值进行条件检验,得到所述建筑物的当前形变测量结果。
本申请实施例提供的一种建筑工程数字化形变测量方法及系统,将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合。不仅适用于规则的建筑,还适用于不规则设计的建筑,对于建筑的外部轮廓,本申请进行实时变形检测,对于建筑的内部形变情况,本申请进行定期变形检测,被检测房间位置选取合理且有代表性。结合内外检测结果,综合考量建筑物的整体形变情况,检测结果代表性强,准确度高。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,所述方法包括:
将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,获取待测建筑物的实时多维度建筑数据;
将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据;
根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值,具体包括:计算当前时刻确定的所述实时外部建筑数据与初始时刻对应的实时外部建筑数据之间的所有二维位移向量;其中,所述二维位移向量包括水平位移向量以及垂直位移向量两个维度,所述水平位移向量包括水平位移方向以及对应的水平位移值,所述垂直位移向量包括垂直位移方向以及对应的垂直位移值;
对得到的所有二维位移向量进行综合运算,得到所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值,具体包括:
将所述待测建筑物按照预设比例划分为高层区、中层区以及低层区;其中,所述预设比例为a:b:c,且a+b+c=10;
在所有轮廓点的二维位移向量中,剔除水平位移值小于第二预设阈值且垂直位移值小于第三预设阈值的二维位移向量;
分别将所述高层区、中层区以及低层区中剩余的二维位移向量中,位移方向相同的位移值相加,得到各个水平位移方向上的水平位移总值以及各个垂直位移方向上的垂直位移总值;
分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个水平位移方向上的水平位移总值求平均值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部水平形变值;
分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个垂直位移方向上的垂直位移总值相减并求绝对值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部垂直形变值以及外部垂直形变方向;
根据L1=A1*(10/a)+A2*(10/b)+A3*c,得到所述待测建筑物当前时刻的外部水平实时形变值;其中,A1为所述高层区的外部水平形变值,A2为所述中层区的外部水平形变值,A3为所述低层区的外部水平形变值;
根据H1=B1*a+B2*(10/b)+B3*(10/c),得到所述待测建筑物当前时刻的外部垂直实时形变值;B1为所述高层区的外部垂直形变值,B2为所述中层区的外部垂直形变值,B3为所述低层区的外部垂直形变值;
所述外部水平实时形变值以及所述外部垂直实时形变值,构成所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值;
获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;
根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;
根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值;并将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块,得到所述待测建筑物的当前形变测量结果。
2.根据权利要求1所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,获取待测建筑物的实时多维度建筑数据,具体包括:
通过所述GPS定位技术,对所述待测建筑物中的多个预设静态观测点进行静态定位,得到所述预设静态观测点的位置信息;其中,所述位置信息为三维立体坐标;
通过遥感技术,获取所述待测建筑物的遥感图像,并在所述遥感图像中获取所述待测建筑物的俯视轮廓信息;
将所述位置信息以及所述俯视轮廓信息集成到地理信息系统GIS中,构建所述待测建筑物的实时多维度建筑数据。
3.根据权利要求2所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据,具体包括:
通过无人机设备,获取所述待测建筑物的全方位图像;
根据所述全方位图像,对所述待测建筑物进行三维实景建模,得到待测建筑物三维轮廓模型;
根据所述俯视轮廓信息,对所述待测建筑物三维轮廓模型进行准确性验证,若所述待测建筑物三维轮廓模型的俯视轮廓与所述俯视轮廓信息的重合度高于第一预设阈值,则对所述待测建筑物三维轮廓模型进行锁定;
根据所述多个预设静态观测点的位置信息,确定锁定后的待测建筑物三维轮廓模型上所有轮廓点的位置信息,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据。
4.根据权利要求1所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据,具体包括:
在所述待测建筑物的每层中心位置以及边缘位置指定若干个房间,作为所述预设空间;
通过三维激光扫描技术,对所述预设空间进行扫描,获取所述预设空间的点云数据;
将所述点云数据的坐标系转换为本地坐标系,并基于所述本地坐标系识别所述点云数据中的面数据;其中,所述面数据至少包括墙面数据、地面数据以及天花板数据;
采用最小二乘法拟合各所述面数据,得到对应的拟合面;其中,所述拟合面至少包括墙面拟合面、地面拟合面、天花板拟合面;
各预设空间的点云数据、面数据以及所述拟合面,构成所述当前内部建筑数据。
5.根据权利要求4所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值,具体包括:
将当前预设空间内的墙面拟合面与所述待测建筑物的内部建筑基准数据库中的墙面垂直基准面进行角度计算,得到当前预设空间的若干个垂直角度差值;其中,所述内部建筑基准数据库至少包括墙面垂直基准面、地面水平基准面、天花板水平基准面;
将所述若干个垂直角度差值相加后,得到所述当前预设空间内的垂直角度总差值;
将所述当前预设空间内的地面拟合面与所述地面水平基准面进行角度计算,得到第一水平角度差值;将所述当前预设空间内的天花板拟合面与所述天花板水平基准面进行角度计算,得到第二水平角度差值;
将所述第一水平角度差值与所述第二水平角度差值相加后,得到所述当前预设空间内的水平角度总差值;
对所有预设空间的垂直角度总差值求平均值,得到所述待测建筑物的内部垂直形变值,对所有预设空间的水平角度总差值求平均值,得到所述待测建筑物的内部水平形变值;
所述内部垂直形变值与所述内部水平形变值构成所述待测建筑物的内部形变值。
6.根据权利要求1所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值,具体包括:
计算所述内部形变值中各角度数据与360度的比值,将所述内部形变值中的角度数据转化为数值;
将转化后的数值与所述外部形变值中的数值进行加权计算,得到所述建筑物的综合形变值。
7.根据权利要求1所述的一种建筑工程数字化形变测量方法,其特征在于,将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块,得到所述待测建筑物的当前形变测量结果,具体包括:
将所述外部形变值、所述内部形变值与所述综合形变值发送到数据检验模块后,分别对所述外部形变值、所述内部形变值与所述综合形变值进行条件判断,若其中至少有一项符合预警条件,则将所述形变测量结果确定为形变超限;
通过所述数据检验模块,将所述形变测量结果以及预警信息发送到相关负责人的终端,以对所述形变超限情况及时进行处理和监测。
8.一种建筑工程数字化形变测量系统,其特征在于,所述系统包括:
数据获取模块,用于将遥感技术、地理信息技术以及GPS定位技术相结合,实时获取待测建筑物的实时多维度建筑数据;
数据处理模块,用于将所述实时多维度建筑数据进行对比融合,得到所述待测建筑物的实时外部建筑数据;根据所述实时外部建筑数据,对所述待测建筑物进行外部形变测量,得到外部实时形变值,具体包括:计算当前时刻确定的所述实时外部建筑数据与初始时刻对应的实时外部建筑数据之间的所有二维位移向量;其中,所述二维位移向量包括水平位移向量以及垂直位移向量两个维度,所述水平位移向量包括水平位移方向以及对应的水平位移值,所述垂直位移向量包括垂直位移方向以及对应的垂直位移值;
对得到的所有二维位移向量进行综合运算,得到所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值,具体包括:
将所述待测建筑物按照预设比例划分为高层区、中层区以及低层区;其中,所述预设比例为a:b:c,且a+b+c=10;
在所有轮廓点的二维位移向量中,剔除水平位移值小于第二预设阈值且垂直位移值小于第三预设阈值的二维位移向量;
分别将所述高层区、中层区以及低层区中剩余的二维位移向量中,位移方向相同的位移值相加,得到各个水平位移方向上的水平位移总值以及各个垂直位移方向上的垂直位移总值;
分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个水平位移方向上的水平位移总值求平均值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部水平形变值;
分别对所述高层区、中层区以及低层区中各个垂直位移方向上的垂直位移总值相减并求绝对值,得到所述高层区、中层区以及低层区的外部垂直形变值以及外部垂直形变方向;
根据L1=A1*(10/a)+A2*(10/b)+A3*c,得到所述待测建筑物当前时刻的外部水平实时形变值;其中,A1为所述高层区的外部水平形变值,A2为所述中层区的外部水平形变值,A3为所述低层区的外部水平形变值;
根据H1=B1*a+B2*(10/b)+B3*(10/c),得到所述待测建筑物当前时刻的外部垂直实时形变值;B1为所述高层区的外部垂直形变值,B2为所述中层区的外部垂直形变值,B3为所述低层区的外部垂直形变值;
所述外部水平实时形变值以及所述外部垂直实时形变值,构成所述待测建筑物当前时刻的外部实时形变值;
所述数据处理模块还用于获取所述待测建筑物内预设空间的当前内部建筑数据;根据所述当前内部建筑数据,对所述待测建筑物进行内部形变测量,得到当前内部形变值;根据所述外部实时形变值以及所述当前内部形变值,确定所述建筑物的当前综合形变值;并将所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值发送到数据检验模块;
数据检验模块,用于对所述外部实时形变值、所述当前内部形变值与所述当前综合形变值进行条件检验,得到所述建筑物的当前形变测量结果。
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