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論文中文名稱:應用地面光達監測結構物之精度分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Precision Analysis for Laser Scanner to Structure Monitoring [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:103
畢業學期:第一學期
出版年度:104
中文姓名:陳煜文
英文姓名:Yu-Wen Chen
研究生學號:101428077
學位類別:碩士
口試日期:2015/01/27
指導教授中文名:張哲豪
指導教授英文名:Che-Hao Chang
口試委員中文名:尹世洵;吳宗江
口試委員英文名:Shih-Syun Yin;Tsung-Chiang Wu
中文關鍵詞:地面光達、點雲資料、結構監測
英文關鍵詞:laser scanner, point cloud data, structural monitoring
論文中文摘要:基於台灣地理位置於板塊交界處,屬於島嶼類型,經常會受到颱風與地震的侵襲,往往這些外力都會對結構體造成隱藏損耗,經長時間累積,這些潛在因素皆會造成受損;結構體大部分為廠房、大樓、橋樑、鐵塔、其他金屬建築結構等等。在台灣地區有許多結構體因自然災害影響,導致損毀,這些都可能讓社會產生損失,因此監測結構之穩定,是非常重要的。通常結構監測是以原始設計圖進行結構分析,透過專業工程師判斷後,再評估安裝監測傳感器放置的位置,後續以接收監測資料來判斷結構物是否穩定;但此無法對結構體全面監測。研究中考量全面性與高精度之監測需求,故採用地面光達進行監測,因地面光達測距精度高,且可對目標物進行全面掃描紀錄三維坐標。研究中於監測時加入許多實驗,來判斷地面光達監測結構體之精度,是否能達到,偵測結構變化之需求。於室內與室外監測實驗結果,在點雲資料上都有偵測出節點位移,也相較其它監測儀器之位移量相近,亦證實地面光達能達到監測結構之效益。如監測中有搭配結構有限元素分析法加以對照,更能確切證明地面光達監測之適用性。
論文英文摘要:As an island which located on the junction of plates, Taiwan usually suffers from typhoons and earthquakes. Often, the external force will cause invisible threats to the structure. As time goes by, these potential factors will result in damages. Structure refers to such as factories, buildings, bridges, towers and other metal-material buildings etc. In Taiwan, many structures are affected by natural disasters and result in damages. These can lead to losses of the society. Thus, monitoring the stability of structures becomes important. In general, structural monitoring is through structure analysis with the original structure design. The place to install the monitoring sensor will be evaluated after the determination of professional engineers. Afterward, It will be evaluated whether it is stable or not by the monitoring data. However, it can not monitor the entire structure. In this research, the laser scanner is adopted as the wholeness and high accuracy are taken into account. It can achieve high accuracy of distance measurement, scan the entire target, and record the three dimensional coordinates. Several experiments were added during the monitoring in this research to test whether the accuracy of laser scanner on scanning structure can detect the variation of the structure. In the results of indoor and outdoor experiments, the node displacement was detected in the point cloud data. The amount of the displacement is similar with other monitoring instruments and proved the benefits of laser scanner on structural monitoring. If the monitoring can compare with structure finite element method, the appropriateness of laser scanner on structural monitoring will be more definitely approved.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究內容 2
1.4 研究架構 3
第二章 文獻探討 5
2.1 結構監測 5
2.1.1 結構監測應用 6
2.2 地面光達掃描應用 6
2.2.1 地面光達掃描與測距原理 7
2.2.2 地面光達掃描運作方式 7
2.3 地面光達監測應用 7
第三章 地面光達監測精度實驗 10
3.1 室內小型結構監測實驗 10
3.1.1 室內實驗流程 14
3.1.2 內業資料處理方式 15
3.2 室外大型結構監測實驗 17
3.2.1 室外實驗流程 21
3.3 嘉埔輸電鐵塔實際監測案例介紹 22
3.3.1 多時期監測測量計畫 23
第四章 地面光達監測結構之結果與精度分析 25
4.1 室內監測變位測量成果 25
4.1.1 室內實驗小結 28
4.2 室外多時期監測點雲資料接合與點雲模型套疊 29
4.2.1 室外監測變位測量成果 35
4.2.2 室外實驗小結 44
4.3 各測站點雲接合與多時期套疊精度分析 44
4.4 結構體節點測量之精度分析 46
4.4.1 點雲掃描密度與距離監測精度評估 47
4.4.2 自然因素與監測結果分析 48
4.5 整體監測結果分析 50
4.5.1 其它監測儀器監測之結果 57
第五章 結論與建議 60
5.1 結論 60
5.2 建議 61
參考文獻 63
附錄 66
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