如今，国内外相对而言应用比较广泛的非接触式测距仪有摄像测量装置、激光测距仪 和雷达测距仪。雷达和激光测距仪测距的原理基本上相同，是通过电磁波或发射光波进行 测距；摄像测量装置是计算机结合与光学测量实现测距。三种测距仪都有各自特不同的特 点，应用场所也是不同的。本课题旨在于研究激光雷达在隧道扫描中的检测。66274

而现如今，激光雷达检测近年来在国内外于形变检测方面获得了相当的发展。从上世 纪 90 年代开始就激光雷达隧道检测扫描技术就已经利用于隧道到的形变检测方向了。

1  国外研究现状与水平

近年来，三维激光扫描测量技术在空间信息访问方面发展迅速，它具有非接触式测量， 高精度、高分辨率、数字化采集、信息丰富、高效率等优点。当前 3D 激光扫描技术是隧 道安全检测应用中的研究热点之一。 国内外许多学者都已开始了这项研究。

目前国外三维激光扫描变形监测上的应用获得了广泛的发展。在 2004 年，斯洛伐克 学者应用三维激光扫描仪监测 Cabcikovo 水电站蓄水前后的形变情况。结果完全符合准确 性，大大提高了经济效益。Hsiao 等人建议将三维激光扫描仪与全站仪或 GPS 组合，捕获 和记录地形点云数据，然后将数据转换为二维平面，与现有的电子地图进行比较。2006 Tsakiri 等人使用三维激光扫描仪扫描形变前后变形体上的标记，验证仪器可以检测到

±0.5mm 的变形。2007 年，美国 GethinROBERTS 等使用三维激光扫描仪监测建筑物的变 形，并用 3D 激光扫描仪和全站仪观察混凝土梁的变形精度发现在 3-35 米范围内的精度 都相同。

2  国内研究现状与水平

近年来，国内学者利用三维激光扫描技术在变形监测方面进行了大量的研究和实验工 作。2007 年赵群等人利用三维激光扫描技术对国家体育馆大跨度钢架滑移进行了变形监 测，结果完全符合精度要求。2011 年张晓峰提出了一种地铁隧道形变监测的数字图像处 理技术系统方案，通过对数据进行时间及空间的融合，建立了基于大地坐标的隧道变形实 时空间模型，并对建立的变形预测的理论和方法进行分析，实现了隧道变形的实时网络发 布，建立预警机制。2014 年刘绍堂等人提出了用隧道多点整体监测代替传统单点监测的 方法，将 3D 激光扫描仪应用于隧道变形监测领域，研究了点云匹配和转换问题，并在实 际运用中得到了良好的效果。论文网

如今三维激光扫描技术的精度越来越准确，速度越来越快，数据量越来越大，极大的 提高了人工检测效率。但是在面对是以往设备所检测的几百乃至上千倍的数据量，因为获 得的数据往往并不完全来自于目标检测对象，如何在海量的数据里筛选出有效的隧道形变 信息是三维激光扫描技术在隧道形变检测方面应用的一个难题。

3 发展趋势

目前，在隧道扫描检测方面激光检测以其精度高、速度快、数字化采集等优点脱颖而 出，而如今三维激光扫描技术在大规模工程变形监测中的应用越来越广泛，这将是未来隧 道探测的趋势所在，但目前仍处于摸索阶段。三维扫描虽然拥有激光扫描的精度高，扫描 提取空间信息速度快等优点，但是其扫描信息量之大甚至是普通适应性检测扫描设备的几 百乃至上千倍是以往难以想象的。如何提高数据的有效转换率，使之算法能更有效率地过 滤无效信息筛选出有效的隧道形变数据，研发出一款有适应性的隧道形变数据分析软件对 于未来隧道检测实现自动化是目前三维激光隧道扫描检测技术最重要的一个问题。