主题为“测经纬天地，绘美丽中国”的第三届全国测绘地理信息技术装备展览会于2013年10月24日-26日在武汉国际会展中心举行，该会议由中国测绘学会与中国仪器仪表行业协会测绘仪器分会主办，由北京博乾国际会展服务有限公司承办，本会邀请全国测绘仪器生产商、经销商、服务商和用户参加会议。在“三维激光扫描仪和移动测量系统”论坛上，瑞士安伯格技术公司产品经理 Oliver与大家分享了移动测量的先进技术。

以下是 Oliver的演讲：

大家好！

我们获取的点云如同小麦一样，它是很好的原材料，我们都知道面包、蛋糕都是由小麦做成的，把点云比喻成原始材料，真正要想从原始材料生产出大家可以看得见、摸得着、吃得下、吃得香的面包，里面就需要进行数据处理，包括数据挖掘，甚至在往下一步还要解决问题，成果除了自己能看得懂，还要解决问题，这样我的生活就更加丰富与精彩了。之前很多专家讲了很多移动测量系统，就是把以前所不能做到的事情，以前单点测绘、三点测绘所描绘出来的世界是比较抽象与零散的，但现在有了点云，有了海量的全景影像，有了智能的图象识别软件，甚至于点云的软件，我们工作效率应该是大大提高了，我们做面包的产量更高了，同时我们可以生产出更美味的啤酒，最典型的就是街景地图。还有一些特殊的啤酒，就是我接下来要介绍的隧道的深层次应用。

瑞士安伯格公司是一个很专业的小型公司，人数不多，只有两百多人，但非常专业，迄今为止已经有三十年历史。最主要的就是专注于隧道工程上的测量、勘察等，在测量方面跟主题有关的就是世界上第一台断面仪，在七几年就开始自动化断面测量，那个时候全站仪都还没有出来的时候，瑞士安伯格已经在用自动断面仪了。现如今扫描仪就是在这个基础上更加快速、分辨率更高而已。今天要介绍的产品，06年已经成型，到今天为止已经有大量的应用，尤其是在国外，也会介绍很多的案例。真正引入中国是2012年，与北京数联空间结成了合作伙伴关系，成为瑞士安伯格国内唯一代理，以后大家也会看得到。

在TBM施工当中，隧道扫描技术可以给用户带来什么实际价值？

这张图显示的是扫描仪在TBM隧道施工中全生命周期都可以应用，第一个就是开挖之后，就存在着很大的变型，变型就影响了后期的安全，这是需要进行监测和测量的。之后，变型还是在进一步变型的，也是需要测量；直到竣工时，整个隧道真正成型，但它这个时候不断地沉降，还需要进行一定的监测，最主要的是需要一个完全的、准确的定位数据，为后期运营做准备。

接下来我们说一下每个阶段有什么样的用途。首先就是刚刚开挖完了之后，区域的变形分析；环片椭圆分析也就是做检测；然后竣工后进行轴线分析，竣工的轴线和设计轴线有偏差，这个偏差会造成工程有变化；然后就是变更管理，做工程的都知道，报的不高，但在工程当中申请很多变更，业主最怕施工单位进行变更，如何控制变更，需要现场一些证据，扫描仪就提供了很好很全面的手段；然后就是运营监护，也是涉及到变形、裂缝、渗水的问题等。下面一一展开，给大家讲一些例子。

为什么使用扫描仪优越于现有方法，如果我们用全站仪做，你在隧道里如何找一个稳定点，当然有些通过大遥感，会有一些相对稳定的点，但是你们看看，这种方法是离散的，很多传统方法都是离散点，而且成本很高。我们把变形用色彩图标注，这都是跟上一次比，一段时间内的变形，从中可以看出，明显的有一个黄色区域与绿色区域，白色是两个收敛点，恰恰这个区域变形很小，而变形点正在旁边。因为专家设检测点的时候，也是带有一定推断和猜测，因为我本身不知道哪个地方会变形，只是猜想带这个区域内，一般来说只是划定区域，他画的这个收敛点已经很接近了，但还是没有检测出来，传统方法很多时候就是在做这种费时费力效果不显著的方法。到现在我们找到了激光扫描，能够从根本上解决此问题。

前面讲的是开挖，这是相对变形环片和整个隧道的质量，这里面一块一块是环比的，可以看出红色是变形最大的地方，这是变形展开图，这种方法是一种相对变形检测的一种方法，这种方法就是在检测隧道有没有被压扁，如果隧道是整体沉降，没有被压扁，隧道还是健康的，隧道一个是怕压扁产生开裂、渗水，结构破坏，另外就是产生破位，所以相对变形我们用椭圆，设计是一个圆，我们要检测它与圆偏离有多大。瑞士安伯格用的是最小二乘法计算方法，精度相当高，可以达到二毫米，符合地铁检测规范。

我们都知道隧道轴线是个特征，这个特征很抽象，但实际上不存在，但它对隧道铺设以及施工很重要。我们知道轨道铺设在隧道里面，上面净空范围严格设计的，所以说实实在在的轨道开挖轴箱密切联系就是铺轨高度以及电线安装。隧道里面设备很复杂，有很多线路，包括轨道上也有很多线路，中海达有智能铺轨，实际上跟这个也有关系。我们今天关注的轴线也是一个很重要的关键点。刚才这个图已经很直观，通过激光扫描可以提取出正摄影像，对裂缝、渗水进行探测。国外很多案例就是把它作为很重要的证据收取工具，包括对业主来说，购买了之后，在运营期还可以做变形、收敛的分析，为监护工作保驾护航。整个项目概况大家一目了然，不用介绍，这个项目中瑞士安伯格不仅做了隧道建设之前的检测工作，现在每年一次的变形检测也让瑞士安伯格公司来做。这一张图刚才已经出现过了，这个隧道采用了最新型动态扫描技术，结合隧道扫描分析软件分析其变形。实际上通过这个项目，经过了大量数据验证，比如说点云绝对精度，可以做到小于一公分，而且断面精度小于二毫米，从图上可以看出，主要变形集中在断面顶部和底部。

这是瑞士圣哥达隧道，变形检测为其节省了一百万元。这条隧道有好几个世界第一，首先是世界最长，第二最大峦深，五个工作断面同时开挖，800米深竖井，这是一个创世界纪录的项目。在这个隧道里面专门做过测试，分别开挖，然后浇灌混凝土，一个分段里面可以减少15方混凝土，大概节省三千美金的成本，而且只有五个公分的差别，这是做轨道扫描在成本和提高效率方面最直接的经济效益的体现。

总结一下，今天结果得出一个结论，激光扫描是一个非常快速的方法，而且为隧道施工控制变形提供了一个非常好的数据采集和处理的方法。而且目前达到的精度已经可以完全达到目前使用的精度，断面精度达到二毫米，绝对精度达到十毫米。与传统测量方式相比有一个很大的费用节省，由一个离散点的测量到现在全面测量，这个飞跃还带来了精度的提升，并没有以牺牲精度为代价，精度反而变得更高，所以在混凝土用量上、超挖控制上，以及后续变形所带来的安全隐患方面，包括提前把隧道运行扫描出来，变形没有达到一定程度时，比如我发现了变形，把变形原因排除了，这是目前业主最为关心的，也是我们后续要努力的一个方向。

感谢论坛给我这样一个演讲机会，感谢大家的聆听！如果有什么问题欢迎大家做交流!