[发明专利]一种提高建筑物防台风能力的方法

说明书

本发明公开一种提高建筑物防台风能力的方法，包括如下步骤：步骤1，构建台风灾损建筑物的二维线划图和三维模型；步骤1的详细步骤是：a，获取灾损建筑物的激光点云数据；b，对点云数据进行配准拼接，从而得到二维线划图；c，对二维线划图配合点云数据进行实体建模，从而得到建筑物的三维模型；步骤2，根据建筑物的二维线划图计算灾损面积，根据三维模型判断建筑物结构的灾损类型，根据灾损类型对建筑物的不同结构采用不同的设计方案。此种方法可构建台风灾损建筑物的三维模型，并根据三维模型对建筑物的防台结构提供具有理论指导。

技术领域

本发明涉及一种台风天气建筑物结构设计方法，特别涉及一种提高建筑物防台风能力的方法。

背景技术

我国福建沿海地带是台风的易发地区，历史上曾有多次超强台风在此登陆，均给当地造成了大量的房屋破坏。2016年9月15日凌晨3时5分在厦门市翔安区登入的该年太平洋第14号超强台风“莫兰蒂”中心附近最大风力达到17级以上(68m/s)，是自建国以来登入闽南地区的最强台风，对沿途的区域造成了超级严重的破坏，尤其是轻钢建筑物、道路树木、指示牌以及广告牌等严重损毁。此次超强台风的风力威猛，对沿途造成的经济损失惨重。台风过后的建筑损失实物量评估是防灾减灾科学决策的重要基础，如何完整可靠地检测台风损毁建筑是损失实物量评估的前提。传统灾后调查统计是采用人工野外作业方法，需要大量的人力、物力，采集数据效率低下且精度差，同时在调查灾损建筑过程中，存在极大的危险性。应用遥感技术可以大范围、快速获取台风造成的大面积建筑物破坏信息并进行损失评估，对于抗台救灾快速响应，减少灾损和灾后重建等具有重要意义。传统光学及雷达遥感技术获取的建筑物破坏信息是宏观的，虽能较好地识别顶面破坏及完全倒塌的建筑物信息，但无法反映建筑物内部结构和外立面的破坏情况；对于结构已经破坏，但顶面基本完好的建筑的识别能力更低，影响灾损评估精度，TLS技术则可以获取灾损建筑物结构的高精度空间三维信息，实现任意角度建筑物的屋顶及侧面损毁状况及周围地形特征的定量量测[1]。

地面三维激光扫描技术(TLS)是继GPS技术之后的又一项测绘新技术，可快速、非接触、高精度地获取目标对象表面高密度的空间三维坐标，并实现信息提取与建模。早期主要应用在建筑物文物修复及机械设备逆向工程检测。近年来，TLS技术不断发展并日益成熟，其应用领域已经拓展到土木工程、地质调查、地形测绘、数字城市以及灾害监测等多个领域，比如古建筑文物保护[2]，高层建筑仿真分析[3]，地质滑坡监测[4],道路建模[5]，自然灾害监测[6]，数字城市[7]等。在国外，如Pesci等[8]等对意大利两座斜塔进行了三维数字化模型构建，结果为斜塔的监测和维护提供了准确数据来源；I.Stamos等[9]成功的研制出一套相对全面的三维激光测量系统，利用获取到的三维数据信息，进行软件制作出建筑工程所需的成果。在国内，赵煦等[10]通过纠正的数字影像纹理映射到云岗石窟点云上，生成完整的三维景观，并实现文物立面的三维重建。李必军等[11]从三维激光扫描点云数据中提取出了的建筑物特征线并恢复建筑物的三维模型和可视化表达。赵彬等[12]等开展了三维几何模型的纹理映射技术研究，其基于ICP算法实现了点云与纹理数据的配准并较好地解决了纹理数据间的平滑处理。这些研究都已获得了良好的成果，但尚无有关台风作用下灾后建筑结构信息三维建模与统计分析的报道。

2016年9月“莫兰蒂”超强台风使正好位于台风登入过境的厦门理工学院集美校区惨遭破坏，该校区内的车辆检测与试验中心的建筑物的屋顶及墙面受到严重的破坏，其中屋顶的轻钢围护结构全部被破坏摧毁，墙面门窗受到巨大损毁，极具研究价值。

本文涉及的参考文献如下：