臺灣博碩士論文加值系統

台灣地區之橋樑多數為簡支梁橋，且絕大多數之橋樑皆已使用20年以上，甚至於有些橋樑達到使用50年。且近年來，台灣水災頻傳，台灣河流在雨季時，常有高流速、大流量，並且夾帶大量泥沙情形出現，此情況對於橋樑本身及人民的安全造成極大的威脅，在八八風災後橋樑健康檢查變成一個重要的課題。本研究以測量的觀點，來探討以現今測量技術應用於橋樑變位監測，也是可用於橋樑健康檢查方法之一。
本研究以台1線大甲溪公路橋為例，該橋樑為簡支樑橋，運用直接水準測量、角度交會測量、近景攝影測量及三維雷射掃描技術等四種方式進行測量工作，並且建立三維點雲模型。另於豐水期可能通水斷面上，進行至少三個橋樑跨距及橋樑兩個側面之點位變位監測技術之探討與調查，P29號至P25號每座橋墩監測點之變位測量各完成一點共五點，且分析各種變位監測方法之測量精度。
最後，擬定橋樑變位監測技術規範草案，期使橋梁變形監測達到技術先進、經濟合理、安全適用之目的。目前該規範僅適用於簡支梁橋、斜張橋主樑之沉陷、位移、傾斜等測量，讓橋梁變位監測能反映橋梁在汛期過後變位程度或變位趨勢，提供決策者一個重要的判斷依據。

Most bridges in Taiwan are simple beam bridge , and most of them have been used more than twenty years , even some of them are used fifty years.In recent years , there are many floods in Taiwan rivers . There are often high-velocity,flow,and entrainment of a large number of sediment from happening.This situation for the bridge itself and the safety of people cause a great threat , bridge health examination become an important issue after Typhoon Morakot. In this study , we explored modern measurement technique for bridge deformation monitoring , and it can also used bridge health examination.
The cross bridge measurement and modeling is focused on the vicinity area around Da-Jia Bridge of Highway 1 based on Angle-Distance monitoring survey, Leveling, close-range photogrammetry, and 3D laser scanning technologies. The 3D point cloud model of bridge is constructed for the purpose of comparing the accuracy between four technologies. Moreover, the discussion and investigation is also conducted for at least three bridges span and two-side of the bridge deformation monitoring. P29 to P25 bridge pier deflection measurements of the monitoring points for each completed total of five point and the deformation monitoring accuracy is analyzed base on four technologies.
Finally, development of the technical specification draft for bridge deformation monitoring is to aim the goal of technologically advanced, economical, and safe application in the technology of deformation monitoring of bridges. At present, the draft of technical specification applies only to the measurements of structure, settlement, displacement, and tilt for simple beam-type bridge. The bridge deformation monitoring after the flood season can reflect the degree of deformation or the deformation trend.

致謝 iii
中文摘要 iv
ABSTRACT v
圖目錄 x
表目錄 xiv
第壹章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.2.1 研究動機 2
1.2.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
1.4 論文架構 5
第貳章 文獻回顧及各國橋樑監測案例探討 6
2.1 橋樑變位監測 6
2.2 近景設影測量 7
2.3 三維雷射掃描 7
2.4 各國案例探討 9
第參章 橋樑變位監測作業與流程 10
3.1 前言 10
3.2 橋面上直接水準作業流程 11
3.2.1 儀器介紹 11
3.2.2 橋面上直接水準測量監測點佈設 12
3.2.3 橋面上直接水準測量觀測作業 13
3.2.4 數據平差計算 15
3.3 橋墩角度交會作業流程 15
3.3.1 儀器介紹 16
3.3.2 觀測點佈設 17
3.3.3 監測點佈設 17
3.3.4 衛星定位測量 18
3.3.5 GPS數據計算 19
3.3.6 角度交會測量作業流程 20
3.4 橋墩近景攝影監測作業流程 22
3.4.1 儀器介紹 22
3.4.2 監測標佈設 23
3.4.3 拍攝流程 23
3.4.4 Iwitness軟體計算 23
3.5 三維雷射掃描作業流程 33
3.5.1 儀器介紹 33
3.5.2 大甲溪三維雷射掃瞄作業 33
3.5.3 Riscan Pro 基本功能 34
第肆章 實驗成果與分析 37
4.1 橋樑上部直接水準測量成果與分析 37
4.1.1 觀測量成果 37
4.1.2 觀測量成果計算之較差分析 38
4.1.3 小結 41
4.1.4 橋樑變位監測規範(直接水準部份) 42
4.2 橋樑下部角度交會監測 47
4.2.1 衛星定位測量成果與分析 47
4.2.2 角度交會測量成果與分析 52
4.2.3 小結 56
4.2.4 橋樑變位監測規範(角度交會部份) 56
4.3 橋樑下部近景攝影測量 61
4.3.1 近景攝影測量成果與分析 61
4.3.2 監測點之差異性比較 73
4.3.3 近景攝影量測與絕對差異分析 76
4.3.4 監測點傾斜量計算 79
4.3.5 統計檢定分析 81
4.3.6 橋樑變位監測規範(近景攝影部份) 85
4.4 三維雷射掃描成果 88
4.4.1 照片配合點雲測量 88
4.4.2 三維雷射掃描與地測坐標比較 89
4.4.3 三維雷射掃描點雲展示 90
第伍章 結論與建議 93
5.1 結論 93
5.2 建議 97
參考文獻 參1
附錄一 測量基本原理 附1-1
附錄二 橋樑變位監測規範 附2-1
附錄三 直接水準測驗平差計算過程 附3-1
附錄四 衛星定位測量計算 附4-1
附錄五 角度交會測量計算過程 附4-7

1. 維基百科: http://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:
2.內政部. (2007). 基本測量實施規則. 內政部.
3.內政部編修. (2000). 一等水準點作業規範. 內政部編修.
4.牛志宏. (2007). 測量平差. 中國電力出版社.
5.王迎軍、朱桂新、陳旭東、許曉輝. (2003). GPS橋樑三維位移自動監測系統的實現. 華中科技學報 31卷 第9期, 頁 36-40.
6.王國輝、李錦城. (2008). 測量機器人在橋樑變形監測工程中的的應用. 鐵道建築期刊2008第七期, 頁 18-23.
7.王顥霖. (2002). 橋樑監測之資訊管理系統. 國立中央大學土木工程研究所.
8.仲思東、陳思. (2007). 基於CCD的橋樑變形三維即時監測系統. 機電整合期刊103卷, 頁 128-134.
9.伊廷華、李宏男. (2009). 結構健康監測－GPS監測技術. 中國建築工業出版社.
10.伊曉東、李保平. (2007). 變形監測技術與應用. 黃河水利出版社。.
11.何秀鳳. (2007). 變形監測新方法及其應用. 科學出版社.
12.何維信. (2000). 測量學. 宏泰出版社.
13.吳笛豪. (2008). 應用近景攝影與地面雷射掃瞄於地物量測精度及三維建模之研究. 高雄應用科技大學碩士論文.
14.李有豐、謝尚賢、王隆昌、陳清泉. (2002). 建立橋梁檢測制度方法及準則之研究（公路與道路橋梁）. 交通部運輸研究所.
15.李有豐、謝尚賢、王隆昌、陳清泉、詹麒璋、鄭育祥、常斐春. (2002). 建立橋梁檢測制度方法及準則之研究（公路與道路橋梁）. 交通部運輸研究所.
16.李良輝. (2010). Digital Terrain Modelling上課講義. 國立高雄應用科技大學，土木系空間資訊研究室.
17.林煒涎. (2007). 3D雷射掃描儀應用於戶地測量之研究. 國立成功大學碩士論文.
18.邱永芳、曾文傑、李良輝、薛憲文. (2011). 橋河共治區基本資料調查. 中華民國港灣研究中心出版.
19.姚平. (2008). GPS在橋梁監測中的應用研究. 同濟大學地圖製圖與地理信息工程系碩士論文.
20.訊聯光電有限公司. (無日期). RIEGL 三維雷射掃描儀-點雲結合影像裂縫量測應用.
21.張明政. (2004). 應用三維雷射掃描技術. 國立成功大學地球科學研究所碩士論文.
22.張啟傳. (2001年1月). 大型橋梁健康監測概念與監測系統設計. 同济大学 桥梁工程系學報第29卷, 頁 65-69.
23.陳俊山. (2011). 近景攝影應用在橋樑監測之研究. 國立高雄應用科技大學碩士論文.
24.陳國永. (2004). 3D雷射掃描技術應用於隧道變形量測之研究. 國立中興大學土木工程研究所碩士論文.
25.曾義星、史天元. (2003). 三維雷射掃瞄技術及其在工程測量上之應用，新一代測量利器. 科學發展365期, P16-22頁
26.程書劍. (2009). 上海市大型橋樑的安全監測. 上海交通大學碩士論文.
27.黃偉哲. (2010). 近景攝影測量量測地形樣貌與山坡地崩塌量之研究-以苗栗火炎山為例. 國立聯合大學土木與防災工程學系碩士論文.
28.黃聲享，尹暉，蔣征. (2008). 變形監測數據處理. 武漢大學出版社.
29.衛星測量中心. (1994). GPS衛星觀測規範
30.詹皇翔﹐2001﹐“近景數化影像半自動式混凝土裂縫量測”﹐國立中央大學土木工程研究所碩士論文
31.賴志凱. (2004). 地面雷射掃瞄儀的精度分析與檢定. 國立成功大學測量與空間資訊所碩士論文.
32. Abdelhafiz, A. and Niemeier, W., (2006) “3D Reconstruction of a real traffic cross section based on the combination between the laser scanner point cloud and the digital photos”, 5th International Symposium Turkish-German Joint Geodetic Days, Berlin, 29.-31.
33.Akca, D., Remondino, F., Novàk, D., Hanusch, T., Schrotter, G., and Gruen, A., (2006) “Recording and modeling of cultural heritage objects with codedstructured light projection systems”, 2nd International Conference on Remote Sensing in Archaeology, pp.375-382, Rome, Italy, December 4-7
34.Debevec, P.E., Taylor, C.J. and J. Malik, (1996,)“Modelling and rendering architecture from photographs: a hybrid geometry and image-based approach”, ACM Proceedings of SIGGRAPH ''96, pp. 11-20
35.Ganci, G., Hanley, H., (1998) “Automation in videogrammetry”, IAPRS, 32(5), pp.53-58
36.Rizzi, A., Voltolini, F., Remondino, F., Girardi, S. Rizzi,A., Gonzo, L., (2007)Optical measurement techniques for the digital preservation, documentation and analysis of cultural heritage”, VIII Conference on Optical 3D Measurement Techniques Gruen/Kahmen (Eds), pp. 16-24, Vol.2, July 2007, Zurich,Switzerland.