Monitoring zawilgocenia obiektu budowlanego z wykorzystaniem techniki naziemnego skaningu laserowego

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.

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.