بخشی از مقاله
چکیده
اخذ، پردازش و نمایش اطلاعات ژئودتیک از دیوارههاي قائم و یا نزدیک به قائم با مقیاس بزرگ، یکی از مهم - ترین دغدغههاي علوم مهندسی عمران، معدن، زمینشناسی و ... است. در تحقیق حاضر برداشت اطلاعات دقیق، متراکم و با جزئیات بالا از دیوارهاي گودهاي ساختمانی، به روش فتو گرامتري مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از سیستمهاي فتوگرامتري مطابق شرایط بهینه طراحی شبکه، از دیوارها تصویربرداري شد. با استفاده از تکنیکهاي فتوگرامتري، ابر نقاط متراکم و با جزئیات بالا از دیوارها تهیه شد و بوسیله نقاط کنترل به سیستم مختصات زمینی منتقل شدند. ابر نقاط به دلیل واقع شدن در یک سطح مقطع کوچک، قابلیت نمایش و آنالیز مناسبی در چنین حالت ندارند. با استفاده از تبدیلهاي مختص هر دیوار، ابرنقاط به راستاها و صفحات تفسیر پذیر، تصویر شدند.
نقاط نویز و عوارض مطلوب با استفاده از روش ابتکاري با استفاده از اطلاعات بردار نرمال و همسایگی مثلثبندي بین نقاط، حذف گردیدند. سطوح هر دیوار با صفحات قائم حاوي خط پروژه مقایسه گردید و نقشه اضافی و یا کسري حفاري براي سلولهاي 5×5 سانتیمتري روي دیوارها تولید و در نهایت با استفاده از اعمال تبدیل هاي معکوس در نظر گرفته شده براي تصویر کردن ابر نقاط، مقاطع تولید شده براي ترازهاي ارتفاعی مختلف براي هر دیوار به هم متصل شدند و مقاطع یکپارچه براي کل پروژه بدست آمد. ارزیابی نتایج با استفاده از مقایسه سطح مدلسازي شده به روش فتوگرامتري با نقاط چک مستقل اندازهگیري شده توسط دوربین توتال استیشن دقتهائی در حدود 1/4 سانتیمتر را براي روش پیشنهادي نشان میدهد.
واژههاي کلیدي:فتوگرامتري، ابرنقاط، دیوارهاي گودبرداري، نقشه چونساخت
-1 مقدمه
غلبه بر قیود عملی موجود در روشهاي اخذ اطلاعات سهبعدي دقیق و با جزئیات بالا، در عین سهولت و سرعت در مهندسی نقشهبرداري، عمران،زمینشناسی، معدن و ... همواره از دغدغههاي اصلی محققین تا به امروزه بوده است. اخذ اطلاعات ژئودتیک دقیق و با تراکم و جزئیات بالا و از وضعیت دیوارهاي قائم و نزدیک به قائم و همچنین نحوه نمایش و انجام محاسبات مربوط به آن در بسیاري از پروژههاي عمرانی که با خاکبرداري و سپس تحکیم دیواره پس از خاکبرداري سر و کار دارند، از اهمیت زیادي برخوردار است. به عنوان مثال میتوان به پروژههاي گودبراري ساختمانی عمیق و همچنین سدسازي و ... اشاره نمود.
در خاکبرداريهاي عمیق قائم و یا نزدیک به قائم، به منظور مقابله با میل دیواره به ریزش، معمولاً از روشهاي تحکیم و پایدارسازي دیواره نظیر نیلینگ و انکراژ و یا اجراي سازههاي نگهبان، استفاده میشود.در برخی موارد به دلیل وجود برخی خطاها و اشتباهات در پیاده سازي و اجراي دیواره تحکیم گود، وضعیت موجود دیواره پس از خاکبرداري و تحکیم نسبت به طرح، مقداري تفاوت دارد. همچنین جابجائیهاي ناشی از نیروهاي وارده به دیواره را نیز میتوان از دیگر عوامل عدم انطباق وضعیت موجود اجرا شده با طرح - خط پروژه - باشد.عدم انطباق سطح اجراشده با طراحی، سبب مغایرت ابعاد و موقعیت بسیاري دیگر از المانهاي طراحی پروژه با ابعاد مطابق طرح میشود.
در برخی نواحی اصطلاحاً اضافه حفاري و در برخی نواحی نیز کسري حفاري خواهیم داشت. وجود کسري حفاري در برخی نواحی دیواره باعث میشود، آن نواحی داخل خط پروژه واقع شوند و در ادامه پروژه جهت اجراي سازه و دیوارها ایجاد مزاحمت میکنند. نواحی که اضافی حفاري دارند، علاوه بر اینکه خود مسأله شاقولی نبودن دیواره و وجود شیب منفی در خاکبرداري، ریسک بسیار بالائی در ریزش گود به همراه خواهد داشت، باعث حجم بتن بیشتري براي پر کردن این نواحی به کار رود و خسارت مالی و فنی به بار آورد.چنانچه اضافی و کسري حفاري پس از خاکبرداري کشف و اصلاح نشود و روي همان سطح عملیات تحکیم و پایدارسازي دیواره شامل: نیلینگ، مشبندي و بتنپاشی و یا اجراي سازه نگهبان صورت بگیرد، اجراي سازه پس از آن با مشکل مواجه خواهد شد.
بنابراین تهیه یک نقشه چون ساخت گویا، دقیق، باجزئیات بالا و کاملاً قابل اجرا از دیوارهها از اهمیت بالائی برخوردار است.روش متداول جهت تهیه اطلاعات چون ساخت از دیوارههاي خاکبرداري، با توجه به غیرقابل دسترس بودن نقاط روي سطح آنها به منظور انجام اندازهگیريهاي ژئودتیک، استفاده از دوربینهاي توتال استیشن لیزري و اندازهگیري تعداد محدودي از نقاط مربوط به سطح دیوار میباشد. از آنجائیکه در چنین سطوحی با تغییرات محلی زیاد وضعیت سطح مواجههستیم، تعداد نسبتاً کم و محدود نقاط برداشت شده از سطح دیوار نمیتواند مدل رقومی سطح دقیق و قابل اعتمادي حاصل کند و قطعاً بسیاري از جزئیات مهم را در چنین روشی از دست خواهیم داد.
از طرف دیگر با محدودیت دقت با استفاده از لیزر در دوربینهاي توتال استیشن به خصوص براي نقاطی از سطح که با زاویه میل زیاد نقاط اندازيگیري میشوند، مواجه هستیم.امروزه روشهاي مختلفی جهت اندازهگیريهاي ژئودتیکی سطوح قائم غیرقابل دسترس، بدون تماس فیزیکی با آن وجود دارد . از پرکاربردترین این روشها می توان به استفاده از لیزراسکنر زمینی و توتال استیشنهائی که قابلیت اندازهگیري طول بدون منشور را دارند، اشاره نمود.لیزر اسکنر میتواند تعداد بسیار زیادي نقطه با تراکم بالا از سطح مورد نظر برداشت کند و تقریباً یک نمایش پیوسته را ارائه کند. کاربرد لیزراسکنر در تحقیق [1] بر روي پایش رفتار دینامیکی و استاتیکی سدهاي بزرگ مورد بررسی قرار گرفت.با دقت 6/5 میلیمتر براي هر نقطه از فاصله 200 متري، پارامترهاي مدل سهبعدي سطح به خطاي متوسط 3 میلیمتر بدست آمد. [2]
ترکیبی از لیزراسکنر زمینی، دوربین رقومی و توتال استیشن را جهت مدلسازي سهبعدي هندسی تونل به کاربرد و نتایج مشابه تحقیق [1] دست یافت. [3] از ناپیوستگیها در سطوح صخرهاي و رخنمونهاي مورد اهتمام زمینشناسی را با استفاده تکنولوژي لیزراسکنر زمینی و فتوگرامتري، اقدام به تهیه نقشه کرد. [4] نیز با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی حاصل از دادههاي اخذ شده از سطوح مربوط به دیوارههاي صخرهاي ساختارهاي مورد توجه در زمینشناسی، نقشه ناپیوستگیها و همچنین صفحات صخرهاي را استخراج کرد . [5] نیز دقت روش فتوگرامتري با استفاده از دوربینهاي غیرمتریک را در تهیه مدل چون ساخت پروژههاي پل سازي را مورد ارزیابی قرار داد. [6] نیز با استفاده از روش فتوگرامتري مقاطع عرضی دقیق مربوط به ترانشهها، صخرهها و شیبها در مناطق کوهستانی را تولید کرد و این اطلاعات را به امتدادهاي مورد نظر تصویر نمود. [7]
مسأله اندازه گیري ضخامت بتن پاشیده شده به دیواره تونل در پروژههاي زیرزمینی با استفاده از تکنولوژي لیزر اسکنر زمینی و همچنین روش فتوگرامتري را با تأکید بر تصحیح خطاي ناشی از همگرایی توده سنگها مورد نظر قرار داد. [8] به مسأله هندسه ضعیف در راستاي عمق تصویربرداري هنگامی که صحنه مورد تصویربرداري صفحهاي یا نزدیک به صفحه باشد، توجه نمود و جهت غلبه بر این مشکل از یکسري قیود اضافی در سرشکنی دسته اشعه استفاده نمود.در تحقیق حاضر از روش فتوگرامتري براي تولید ابر نقاط از دیوارهاي یک گود ساختمانی استفاده شده است. در ادامه مشخصات پروژه و چالشهاي موجود در حل مسأله مورد نظر این تحقیق و روش پیشنهادي و نتایج حاصل از آن ارائه شده است.
-2 مواد و روشها
-2-1 پروژه مورد مطالعه
پروژه مورد مطالعه در تحقیق حاضر، یک گودبرداري به عمق تقریباً 25 متر مربوط به یک مجتمع مسکونی واقع در خیابان نیاوران شهر تهران میباشد. شکل 1 عکس هوائی مربوط به این پروژه نشانرا می - دهد.
