Monitoring zawilgocenia obiektu budowlanego z wykorzystaniem techniki naziemnego skaningu laserowego

• Autorzy: Suchocki C. , Katzer J. , Damięcka-Suchocka M. , Kuźmińska E. , Rapiński J.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.8232

Warianty tytułu

EN

Harnessing Terrestrial Laser Scanning for Monitoring of Saturation of Buildings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W technice naziemnego skaningu laserowego (TLS) jednym z czynników, który ma wpływ na moc odbitej wiązki lasera, jest rodzaj skanowanej powierzchni, który jest ściśle związany z jej własnościami fizykochemicznymi. W wielu pracach wykazano, że na absorpcję i rozproszenie wiązki lasera ma wpływ przede wszystkim kolor i chropowatość skanowanej powierzchni. Biorąc pod uwagę fakt, że woda posiada duży współczynnik absorpcji wiązki lasera, autorzy pracy podjęli badania nad wpływem poziomu zawilgocenia obiektów budowlanych na absorpcję i rozproszenie wiązki lasera. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych przy wykorzystaniu impulsowego naziemnego skanera laserowego Leica C-10. Pomiary zostały wykonane do specjalnie wymurowanych ścian z bloczków gazobetonowych i ceramicznych. Testowe obiekty zostały umieszczone w specjalnym naczyniu hydraulicznie uzupełnianym wodą, w celu ich stopniowego zawilgacania. Szczegółowej anlizie poddano wartość intensity chmury punktów uzyskanej z tych pomiarów. Uzupełnieniem badań laboratoryjnych było dodatkowo przeprowadzenie obserwacji w warunkach terenowych. Wyniki badań wykazały, że intensywność wiązki lasera odbitej od zawilgoconych materiałów budowlanych jest znacznie niższa niż od materiałów suchych. Zależność tę można wykorzystać podczas pomiarów TLS w monitoringu geodezyjnym. Poza określaniem geometrii danego obiektu budowlanego, dodatkowo istnieje możliwość śledzenia zmian poziomu jego zawilgocenia.

EN

A type of a scanned surface (its physico-chemical properties) significantly influences the power of the returning laser signal in terrestrial laser scanner technique. The influence of different colour and roughness of a scanned surface on absorption and scattering was proven by multiple researchers. Water is characterized by high absorption coefficient of a laser signal. Keeping this fact in mind, the authors prepared a research programme focused on the influence of moisture movement in a building wall on the value of the intensity in TLS. An impulse TLS scanner ScanStation C10 produced by Leica was used during the research programme in an indoor environment. The measurements were conducted targeting specially formed walls made of cellular concrete and ceramic hollow blocks. Test objects were placed in a special plastic container with water. The level of the water in the container was kept constant using an autonomous hydraulic pressure system. The porous dry wall was sucking water and the level of saturation was rising. The differences in values of intensity point cloud from scan were of special interest. In addition, tests have been carried out to the building object in an outdoors environment. The achieved results have shown that the intensity of the reflected laser beam from the wet building materials is much lower than that of dry materials. This dependency can be used 166 for the measurement of TLS in the geodetic monitoring. Apart from determining the geometry of a building wall, it is possible to determine changes of its humidity.

Słowa kluczowe

PL

naziemny skaning laserowy; wilgotność; monitoring geodezyjny

EN

terrestrial laser scanner; intensity; humidity; geodetic monitoring

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 66, nr 4
• Strony: 155--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Suchocki C.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej Środowiska i Geodezji, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Katzer J.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej Środowiska i Geodezji, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Damięcka-Suchocka M.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej Środowiska i Geodezji, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Kuźmińska E.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej Środowiska i Geodezji, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Rapiński J.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Instytut Geodezji, ul. Oczapowskiego 1, 10-719 Olsztyn

Bibliografia

• [1] Antovaj G.W., Terrestrial Laser Scanning for Dam Deformation Monitoring - Case Study, FIG Working Week, Sofia, Bulgaria, 17-21 May 2015.
• [2] Bucksch A., Lindenbergh R.C., Van Ree J., Error budget of terrestrial laserscanning: Influence of the intensity remission on the scan, III International Scientific Congress Geo-Siberia, 23-27 April, Novosibirsk, 2007.
• [3] Katzer J., Maliszewski G., Wasserinduzierte Korrosion von Kalksandstein-mauerwerk, Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege, vol. 13, no. 2, 2007, 109-116.
• [4] Oreni D., Brumana R., Banfi F., Bertola L., Barazzetti L., Cuca B., Previtali M., Roncoroni F., Beyond Crude 3D Models: From Point Clouds to Historical Building Information Modelling via NURBS, Digital Heritage, Progress in Cultural Heritage: Documentation, Preservation, and Protection, 01, LNCS 8740, 2014, 166-175.
• [5] Patryka J., Mechanizm powstawania uszkodzeń mrozowych zawilgoconych elementów konstrukcji murowych o kapilarno-porowatej strukturze, Przegląd Budowlany, 3, 2015, 37-42.
• [6] Pesci A., Casula G., Deformation of ancient buildings inferred by terrestrial laser scanning methodology: the Cantalovo Church case study (northern Italy), Archaeometry, nr 56, 2014, 703-716.
• [7] Pfeifer N., Briese C., Höfle B., Rutzinger M., Haring A., Analysis of the backscattered energy in terrestrial laser scanning data, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. 37, Part B5, Beijing, 2008, pp. 1045-1052.
• [8] Sasidharan S., A normalization scheme for Terrestrial LiDAR Intensity Data by Range and Incidence Angle, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, ISO 9001:2008 Certified Journal, vol. 6, issue 5, May 2016, 322-328.
• [9] Suchocki C., Katzer J., An example of harnessing Terrestrial Laser Scanner for remote sensing of saturation of chosen building materials, Construction and Building Materials, 122, 2016, 400-405.
• [10] Suchocki C., Katzer J., Panuś A., Remote sensing to estimate saturation differences of chosen building materials using terrestrial laser scanner, Reports on Geodesy and Geoinformatics, vol. 103, Warszawa, 2017, 94-105.
• [11] Tan K., Cheng X., Correction of incidence Angle and distance effect on TLS intensity data based on reference targets, Remote Sensing, 8(3):251, 2016, DOI:10.3390/rs8030251, 2-20.
• [12] Voegtle T., Schwab I., Landes T., Influences of different materials on the measurements of a terrestrial laser scanner, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. 37, Part B5, Beijing, 2008, 1061-1066.
• [13] Zaczek-Peplińska J., Monitoring obiektów w rejonie oddziaływania budowy tuneli i głębokich wykopów, [w:] Zastosowanie technologii naziemnego skaningu laserowego w wybranych zagadnieniach geodezji inżynieryjnej, Warszawa, 2017, 24-35.
• [14] Zogg H.-M., Ingensand H., Terrestrial laser scanning for deformation monitoring-load tests on the Felsenau viaduct (CH), The International Archives of the Photogrammetry, Remote.

Uwagi

1. Praca naukowa finansowana ze środków na naukę z badań statutowych w latach 2016-2017 nr 5040126.

2. Artykuł opracowany na podstawie referatu wygłoszonego na ogólnopolskiej konferencji naukowo-technicznej „Aktualne problemy naukowo-badawcze w inżynierii lądowej”, Olsztyn, 19-21 października 2017 r.