浅谈在土木工程项目中如何利用数字图像技术检查损伤裂缝

摘要：数字图像的技术是一种新的对土木结构的损伤裂缝进行检测的技术，它跟以往的试验土木结构损伤裂缝的方法比较，具有较多的优势，不仅能够实现对土木结构出现的整体或者局部上的位移或者损伤裂缝等进行实时的在线测试，还能够通过现代计算机技术，对所采集到的土木结构中的各项数据进行分析和处理，从而实现对土木结构中损伤裂缝等的准确快速分析。基于此，本文对基于数字图像技术在土木结构损伤裂缝检查中的应用进行了探讨。

关键词：数字图像技术；土木结构；损伤裂缝检查

Abstract: the digital image technology is a new civil structure of the crack damage detection technology, it follows before test civil structure damage the methods of crack, with more advantage, can not only realize civil structure of the whole or partial appear on the displacement or damage fracture of real-time online testing, still can through the modern computer technology, the collected by the civil structure of various data analysis and processing, thus realize civil structure damage cracks the accurate quick analysis, etc. Based on this, this paper based on digital image technology in civil structure damage cracks examination paper discusses the application.

Keywords: digital image technology; Civil structure; Damage cracks check

中图分类号：TP751.1 文献标识码： A 文章编号：

随着科学技术的不断发展，计算机被不断推广应用，已经成为21世纪的重要标志之一。现在的计算机功能逐渐丰富和强大，其中图像处理功能是计算机的重要功能之一，随着该功能的增强和应用，基于数字图像处理技术也迅速发展。随着该技术的不断成熟，其在各个领域中被广泛应用并取得了良好的成效。尤其是在土木工程中，该技术的应用非常重要。它可以实现对土木结构物损伤裂缝的在线实时快速检测，并且检测的内容较多，能够实现整体的检测，也能实现局部检测，能够对裂缝进行检测，也能够检测结构物的变形情况以及位移情况。该技术在土木工程中还能实现远距离检测, 并且将计算机技术结合起来，实现了对采集数据的分析和处理，从而使得检测的结构更加精确。基于数字图像技术在土木工程中对于土木结构物的损伤检测是目前以及未来重要的应用，并将随着时代的发展而不断发展。

一、土木结构物损伤裂缝检查中传统的图形处理方法的缺陷

土木结构建筑的损伤裂缝检查包括实验室的常规检查以及对其进行的健康检测。一般来说，实验室的常规检查中，是对土木结构物的裂缝以及位移情况、土木结构的挠度等进行检查，如果采用传统的图形处理方法，则具有较多的缺陷。在测量过程中，受人为的影响因素干扰较大，并且由于测量工具较大的限制，使得测量的精度大大降低。在检查土木悬臂结构的挠度时，如果采用传统的位移计进行检查，由于这些结构本身存在着几何耦联, 在检查其位移时，其产生位移的情况是：垂直位移产生的时候同时也产生水平位移。因此，检测出来的结果并不是纵向上的位移，而是端部两个点之间的斜向直线位移。同时，在安装位移检测器的时候，人为因素会带来较大的误差。而在健康检测中，通常是对土木结构整体的变形情况进行检测，该检测实际上是通过收集土木结构物水平方向上的沉降、位移以及倾斜等的相关数据，来画出其整体变形的曲线。采用这种方法也存在着一定的缺陷，其测量的点数极为有限，并且不能实现对整体结构产生的变形情况进行判断的目的。同时，如果土木结构建筑的体积比较大，那么在检测过程中一般需要采取如水平仪等的移动测量仪器，由于这些仪器在测量时需要不时移动，因此会产生较大的误差。有时候现场测量中存在着较多的限制因素，使得检测过程不能实施，例如，在对桥梁以及水坝等较大型的土木结构的检查中，往往会出现这些问题。

二、基于数字图像技术在土木结构建筑损伤裂缝检查应用分析

基于数字图像技术包括两个重要的组成部分，其中一个是数字化摄像测试技术，另一个是数字化图形处理技术。采用数字化的摄像测试技术，大大提高了土木结构中变形检测的效率，并且通过摄像技术的使用，使得检测过程中多获取的信息量大大增加，获得的图像具有较高的真实性以及客观性，并且获取的测量点比较多，有利于对土木结构建筑的损伤裂缝进行更全面更客观的分析。该技术可以根据摄像的距离不同，将其分为远景以及近景摄像技术。对于土木工程中一些在正常的使用过程中会不时发生局部的变形或者裂缝，或者是出现整移的一些桥梁、房屋结构，一般可以采用远景的摄像技术，并结合数字化图形处理技术，准确客观地将这些结构中出现的上述症状中的各项参数的变化确定下来。在测量的时候，可以在被测量的土木结构建筑的一个选定的位置上固定一个明亮的光标，然后通过远距离的摄像技术将该光标摄取下来，然后通过数字化的图像处理技术，对该光标的具置进行确定。目前，这种基于数字图像处理技术已经实现了土木结构物较高难度的检测。例如，它可以对一些距离很远的，在几百米甚至几千米之外的土木结构进行检测，还能够对一些很大型的建筑物进行检测。而近景的摄影测量技术则通常用在土木结构物局部的变形或者裂缝的监测中，这种近距离监测方法，能同时应用在静态和动态的监测中。

将基于数字图像技术和以往的图形处理方法在土木结构建筑损伤裂缝检查中的应用效果进行比较，它具有以下优势：

第一，这种新的技术不需要通过接触构件就能够获取构件的损伤、裂缝以及变形、位移等参数和信息，因此，它是一种应用于土木结构物试验的非接触式的先进技术。采用该技术能够快速并准确地获取结构物的裂缝宽度以及变形等参数，大大提高了检测的效率。

第二，这种方式在检测过程中信息的获取是连续的，因此，可以得到连续的图像信息，有利于对土木结构物进行更真实的分析。同时，这种技术还具有重现的功能，可供多次的分析应用。

第三，通过图像处理形成立体成像 数字实时显示结构的挠度、位移、裂缝位置等。借助于计算机对摄取的图形数据进行处理, 形成立体图形, 并将结构的挠度、位移、裂缝数据信息可视化, 从而反映结构在所有受力阶段的工作性能。

第四，需要较高的软、硬件支持 应用图形数字化技术所需的仪器设备复杂, 操作技术要求高。对于不同的应用目的和应用场合, 往往需要较高配置的计算机软、硬件。

最后，数字化的图像技术对土木工程项目的检测具有很深远的意义，数据可以反复利用，反复试验，找出最佳方案，使工程技术人员可以做到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 于承新, 等, 徐芳1 数字摄影与计算机技术在实时监测结构变形中的应用[ J]1 湖南大学学报, 2001,15( 3) : 232- 2341

[2] 徐 芳, 等1 利用数字摄影测量进行结构挠度的变形监测[ J]1 武汉大学学报( 信息科学版) , 2001, 26( 3) : 256- 2601

[3] 于承新, 等1 数字摄影观测钢结构中心轴线变形的应用探索[ J]山东建筑工程学院学报, 2000, 14( 2) : 138- 1401

[4] 曾接贤, 等1 三维物体的形态图表达方法[ J]1 中国图像图形学报, 200219, ( 7) : 906- 9101