Добрый День.
Сегодня хотелось бы рассказать о такой интересной и специфической задаче, как деформационный мониторинг, на примере наблюдения за памятником архитектуры.
В нашу компанию обратились представители администрации Нижнего Новгорода. После аномально обильной на осадки зимы, и быстрого весеннего таянья, возникла вероятность оползневого схода грунта холма, на котором располагается часть стены Нижегородского кремля. Размытие холма было заметно невооруженным взглядом, но вот оценить ущерб, нанесенный природой, Кремлю оценить было не так то просто.
При возникновении такой проблемы, специалисты прибегают к помощи технологии наблюдения за деформациями. Деформационный мониторинг может проводиться несколькими способами, при использовании различных инструментов. В основном, весь мониторинг делится на постоянный и периодический.
Если существует возможность внезапного обрушения конструкции, с угрозой для жизни людей, специалисты прибегают к методу постоянного мониторинга. Он осуществляется специальным комплексом, состоящим из различных датчиков, оборудования, систем оповещения. Мониторинг осуществляется в режиме 24/7.
Если ситуация не столь критична, специалисты используют периодический мониторинг. Данный метод является менее затратным, чем постоянный мониторинг, но при профессиональном подходе, не менее надежный.
В последнее время, для проведения периодического мониторинга, специалисты всё чаще прибегают к технологии лазерного сканирования. Это быстрее, информативнее и нагляднее, чем классические методы. Вместо стандартных графиков и таблиц, разобраться в которых порою способны лишь профессионалы, заказчик получает наглядную трехмерную модель в спектральной раскраске.
Принцип данного вида работ заключается в сравнении облака точек, полученного в результате лазерного сканирования, с эталоном. В качестве эталонной модели может выступать другое облако точек, отсканированное раннее, CAD-модель, идеальная геометрическая фигура (например, при мониторинге нефтеналивных резервуаров и труб, используют модель идеального цилиндра).
Так как анализируемый объект, стена Нижегородского Кремля, имеет неправильную геометрическую форму, а заказчик не предоставил электронные чертежи данного объекта, пришлось сравнивать результаты нескольких сканирований, полученных в разное время. Первое сканирование нами было произведено в марте 2019 года.
Единственная сложность, с которой столкнулся специалист по сканированию - деревья, растущие вблизи стены и закрывающие часть наблюдаемого объекта. Для решения этой проблемы, пришлось увеличить количества станций сканирования. Съемка проводилась с девяти станций, расположенных равномерно вдоль стены. Деревья были в последствии удалены со сканов, на этапе редактирования облака. Плотность облака составило около 3мм. Съемка заняла 32 минуты. Обработка облака, около часа. Так как съемка проводилась наземным лазерным сканером Leica RTC360, сшивать станции вручную не пришлось, прибор сшил облака автоматически.
Второе сканирование было произведено 27 июля 2019 года. Съемка так же производилась наземным лазерным сканером Leica RTC360. Так как деревья, произрастающие вдоль стены, обзавелись к этому времени пышными кронами, и практически скрыли собой большой участок стены, пришлось увеличить количество станций стояния. В общей сложности было сделано 23 станции сканирования. Съемка заняла 1 час 20 минут.
После этого, облака точек, полученные в ходе двух сканирований, были загружены в ПО 3DRehaper, разработанное специально для решения задач мониторинга и сравнительного анализа. Облака были наложены друг на друга и был проведен сравнительный анализ.
В результате, мы получили трехмерную пространственную модель, раскрашенную в цветовой спектр по отклонениям. Зеленым отображены области объекта, находящиеся в допуске. Желтым цветом выражены области, имеющие отклонения от эталона в диапазоне +/- 1см. Места, которые имеют отклонения более 1см. показаны красным цветом.
Из графика видно, что обрушение стене пока не грозит. Основная несущая кирпичная кладка, за время прошедшее между двумя съемками, практически не изменилась. Желтые области на верхней части кремлевской стене, имеющие отклонения от нормы в районе до 1см, скорее всего результат естественной эрозии.
Мы и дальше планируем наблюдать данный участок стены Нижегородского Кремля, чтобы удостовериться в том, что размытие холма не повлияло на надежность кирпичной кладки.
Если у Вас еще остались вопросы по применению технологии лазерного сканирования в деформационном мониторинге, можете задать их в комментариях.
Сайт нашей компании с контактами и примерами других работ www.smartgeo63.ru
