Publicação
Análise de nuvens de pontos tridimensionais no âmbito da Engenharia Geotécnica
| Resumo: | O desenvolvimento de técnicas de aquisição de dados à distância proporcionou uma alternativa eficaz e segura aos levantamentos manuais no terreno. Tecnologias como o LiDAR e a fotogrametria revolucionaram vários campos das geociências, como a Geologia e a Geotecnia, ao possibilitarem a criação rápida e precisa de representações 3D de faces rochosas e superfície de terreno, conhecidas como nuvens de pontos 3D. Com o advento das nuvens de pontos, surgiu a necessidade de desenvolver métodos capazes de extrair características e resultados relevantes delas. Esta investigação tem como objetivo estabelecer metodologias de análise de nuvens de pontos 3D para melhorar as rotinas de análise geotécnica. Essas análises incluem o acompanhamento da evolução das deformações de taludes rochosos e/ou terrosos, o controlo dos movimentos de terra em obras de aterro ou escavação e o estudo da estabilidade de maciços rochosos. A dissertação está divida em três capítulo: Estado do Conhecimento (primeiro capítulo), Materiais e Métodos (segundo capítulo) e Aplicações Práticas (terceiro capítulo). O primeiro capítulo revisa o conhecimento estabelecido por outros autores em relação à aplicação de nuvens de pontos em casos de estudo reais, como taludes, falésias e rios. O segundo capítulo apresenta os materiais e métodos utilizados na presente dissertação, incluindo o cálculo de volumes, a remoção de vegetação numa nuvem de pontos e a extração de famílias de diaclases de um talude rochoso. O terceiro capítulo foca na aplicação prática dessas metodologias em nuvens de pontos preparadas pela Infraestruturas de Portugal (IP), em locais com patologias identificadas. Em cada caso de estudo apresentado, diferentes métodos foram aplicados e análises específicas foram realizadas. No primeiro caso, um talude terroso, que cedeu devido a chuvas intensas e/ou ineficácia do sistema de drenagem, foi reconstruído a partir da nuvem de pontos 3D, permitindo o cálculo do volume de material movimentado (que por sua vez é o volume de aterro necessário à restituição do talude) e a elaboração de uma carta topográfica para uma intervenção futura. No segundo caso, um talude rochoso com as famílias de diaclases evidentes foi analisado a fim de se estudar a estabilidade do mesmo. Foram identificadas e extraídas as famílias de diaclases e, posteriormente, realizada uma análise cinemática. O terceiro caso é relativo a um talude cujo material é a transição entre solo e rocha. Para este caso de estudo, realizaram-se dois levantamentos em instantes de tempo distintos. Com isto, pretende-se monitorar a evolução da deformação do talude, ou seja, avaliar os deslocamentos ocorridos nesse intervalo de tempo. |
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| Autores principais: | Pereira, João Pedro Borges |
| Assunto: | CloudCompare Família de diaclases Fotogrametria Nuvem de pontos 3D Joints set Photogrammetry 3D point cloud |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O desenvolvimento de técnicas de aquisição de dados à distância proporcionou uma alternativa eficaz e segura aos levantamentos manuais no terreno. Tecnologias como o LiDAR e a fotogrametria revolucionaram vários campos das geociências, como a Geologia e a Geotecnia, ao possibilitarem a criação rápida e precisa de representações 3D de faces rochosas e superfície de terreno, conhecidas como nuvens de pontos 3D. Com o advento das nuvens de pontos, surgiu a necessidade de desenvolver métodos capazes de extrair características e resultados relevantes delas. Esta investigação tem como objetivo estabelecer metodologias de análise de nuvens de pontos 3D para melhorar as rotinas de análise geotécnica. Essas análises incluem o acompanhamento da evolução das deformações de taludes rochosos e/ou terrosos, o controlo dos movimentos de terra em obras de aterro ou escavação e o estudo da estabilidade de maciços rochosos. A dissertação está divida em três capítulo: Estado do Conhecimento (primeiro capítulo), Materiais e Métodos (segundo capítulo) e Aplicações Práticas (terceiro capítulo). O primeiro capítulo revisa o conhecimento estabelecido por outros autores em relação à aplicação de nuvens de pontos em casos de estudo reais, como taludes, falésias e rios. O segundo capítulo apresenta os materiais e métodos utilizados na presente dissertação, incluindo o cálculo de volumes, a remoção de vegetação numa nuvem de pontos e a extração de famílias de diaclases de um talude rochoso. O terceiro capítulo foca na aplicação prática dessas metodologias em nuvens de pontos preparadas pela Infraestruturas de Portugal (IP), em locais com patologias identificadas. Em cada caso de estudo apresentado, diferentes métodos foram aplicados e análises específicas foram realizadas. No primeiro caso, um talude terroso, que cedeu devido a chuvas intensas e/ou ineficácia do sistema de drenagem, foi reconstruído a partir da nuvem de pontos 3D, permitindo o cálculo do volume de material movimentado (que por sua vez é o volume de aterro necessário à restituição do talude) e a elaboração de uma carta topográfica para uma intervenção futura. No segundo caso, um talude rochoso com as famílias de diaclases evidentes foi analisado a fim de se estudar a estabilidade do mesmo. Foram identificadas e extraídas as famílias de diaclases e, posteriormente, realizada uma análise cinemática. O terceiro caso é relativo a um talude cujo material é a transição entre solo e rocha. Para este caso de estudo, realizaram-se dois levantamentos em instantes de tempo distintos. Com isto, pretende-se monitorar a evolução da deformação do talude, ou seja, avaliar os deslocamentos ocorridos nesse intervalo de tempo. |
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