堆石坝碾压监控数据质量分析及碾压参数可视化实现

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1、堆石坝碾压监控数据质量分析及碾压参数可视化实现 堆石坝填筑碾压施工质量关系到大坝建设及运营的安全。 利用测量机器人的 自动跟踪观测功能 , 可对碾压机械进行实时监控 , 确保碾压施工质量。在实际的应用过程中 ,因各部门间缺乏有效的配合 , 致使监控工作不能有效、 顺利开展 ;受施工现场环境限制及气候等因素影响 ,获取的数据质量较低 ; 碾压参 数的可视化过程中 , 部分参数信息表达不够准确、 直观。为使碾压监控工作顺利、 有效开展 ,提高监控数据质量及碾压参数信息的准确、 直观表达, 本文研究了堆石 坝碾压施工质量监控理论 , 探讨了影响数据获取的因素并提出了相应的提高数据 质量方法 , 实现

2、了碾压参数可视化优化及碾压过程的三维仿真。本文研究的主要内容如下 :(1) 研究了堆石坝碾压施工质量监控相关理论内 容。首先论述堆石坝填筑碾压施工的工作流程 , 分析碾压质量监控的实际需求、 质量监控的主要内容及方法等。分析碾压监控工作开展流程 , 以使得多方能够有效参与该项工作。其次简单 介绍基于测量机器人的碾压质量监控系统，并和基于GNSS勺监控系统进行对比， 分析两种监控技术的优缺点。(2) 探讨影响监控系统数据正常获取的原因 , 并提出了相应的提高数据质量 的方法。首先从数据的连续性、完整性等方面评价数据质量 ; 从现场环境、碾压 施工、仪器通信、测量人员等多方面探讨影响数据正常获取的

3、原因 , 并提出相应 的解决方法。对已获取的数据 , 提出插值计算、奇异值处理、过滤静止、时段分割等数据 预处理方法。试验表明,通过以上方法可有效提高监控数据质量 ,确保碾压参数计 算的准确性,同时也验证了监控系统可对碾压施工过程进行有效的监控 ,满足工 程实际要求。(3) 参数可视化优化及碾压过程的三维仿真。 首先, 为实现对碾压遍数信息准 确、有层次感地表达 , 利用对比色、临近色等色彩搭配原理对碾压遍数的可视化 进行优化 ;其次, 为从整体和细节等不同侧面反映仓面的平整度分布情况 , 提出利 用最小二乘法和移动最小二乘法(MLS)对监控数据进行平面拟合和高程曲面拟合。同时将MLS方法与加权反距离法、克里金插值法、多项式回归方法进行对比 分析, 试验表明该方法可得到光滑、高程连续变化、与实际情况较为一致的拟合 曲面, 克服了常用算法拟合的高程曲面不光滑、凌乱、部分区域有突起、凹陷的 缺点, 并通过拟合的曲面图形 ,反映出仓面的平整度变化趋势。最后 , 研究了基于 Unity 3D的虚拟仿真开发流程、系统框架等,实现了对碾压施工过程的三维可视 化仿真,使用户对碾压施工现场有相对真实、 直观的了解,方便其管理、 解决相关 问题等。