4 Spis treści
1. Wstęp ... 6
1.1. Cel i teza pracy ... 7
2. Charakterystyka ogólna wybranych obiektów inżynierskich ... 9
2.1. Wieże szybowe ... 9
2.2. Szyby górnicze... 10
2.3. Kominy przemysłowe ... 11
3. Metody geodezyjne stosowane do inwentaryzacji wybranych budowli inżynierskich ... 12
3.1. Budowle wieżowe ... 12
3.1.1. Metoda dwusiecznych (kierunków stycznych) ... 12
3.1.2. Metoda wcięć kątowych ... 14
3.1.3. Metoda biegunowa ... 14
3.1.4. Klasyczna metoda fotogrametryczna ... 14
3.1.5. Metoda domiarów do stałej prostej ... 16
3.2. Szyby górnicze... 16
3.2.1. Metoda pionowania mechanicznego ... 16
3.2.2. Metoda pionowania laserowego ... 16
3.3. Pomiary inwentaryzacyjne z użyciem naziemnego skaningu laserowego ... 16
4. Ocena dokładności technologii naziemnego skaningu laserowego ... 19
4.1. Wpływ błędów mechanizmu skanera ... 20
4.1.1 Wpływ błędów instrumentalnych ... 20
4.1.2. Wpływ szerokości wiązki lasera ... 21
4.2. Wpływ geometrii pomiaru... 22
4.2.1. Dokładność określenia punktów łącznych - „targetów” ... 22
4.2.2. Oszacowanie błędu położenia centrum sfery metodą symulacyjną ... 23
4.2.3. Układ punktów łącznych (targetów) ... 28
4.2.4. Kąt padania wiązki lasera ... 29
4.2.5. Rozdzielczość punktów i odległość od obiektu ... 29
4.3. Czynniki środowiskowe ... 30
4.4. Specyfikacja techniczna sprzętu ... 30
4.5. Podsumowanie i wnioski ... 32
5. Przygotowanie danych ze skaningu ... 34
5
5.2. Tworzenie profili ... 35
5.3. Porządkowanie danych ... 36
6. Metody filtracji... 38
6.1. Filtrowanie chmur punktów reprezentujących szyby górnicze ... 40
6.2. Analiza dokładności filtrowania ... 43
6.3. Wnioski ... 48
7. Wpasowanie obiektów w chmurę punktów ... 49
7.1. Wpasowanie okręgów i elips ... 49
7.1.1. Oszacowanie błędu położenia centrum okręgu metodą symulacyjną ... 49
7.1.2. Okrąg ... 54
7.1.3. Elipsa ... 56
7.2. Wykrywanie krawędzi ... 58
7.3. Wnioski ... 60
8. Wyznaczenie osi głównej budowli inżynierskiej ... 61
8.1. Analiza zmian przebiegu osi obiektu metodą symulacyjną ... 62
8.2. Metoda 1 „Średnich” ... 63
8.3. Metoda 2 „Przecięcie przekątnych” ... 63
8.4. Metoda 3 „Środek geometryczny” ... 64
8.5. Analiza przebiegu osi głównej obiektu dla symulowanych deformacji ... 65
8.6. Wnioski ... 69
9. Wyznaczenie geometrii wybranych budowli inżynierskich ... 70
9.1. Wieże szybowe ... 75
9.1.1. Wieże basztowo – słupowe i bezzastrzałowe ... 75
9.1.2. Wieże typu basztowego pełnego ... 94
9.1.3. Wieże typu kozłowego (dwuzastrzałowego) ... 98
9.1.4. Wnioski ... 104 9.2. Komin przemysłowy ... 105 9.3. Szyby górnicze... 111 9.3.1. Szyb numer 1 ... 111 9.3.2. Szyb numer 2 ... 117 9.3.3. Szyb numer 3 ... 122 9.3.4. Wnioski ... 127 10. Podsumowanie i wnioski ... 129
