山西应县佛宫寺释迦塔(俗称应县木塔),建造于公元1056年,高67.31米,是世界上现存最高大、最古老、结构最复杂的木结构楼阁式塔,也是我国最具价值的多层木结构古建筑,在中国和世界建筑史上具有重要的地位和影响,2016年9月,被吉尼斯世界纪录认证为“世界上最高的木塔”。

应县木塔九百余载经历多次强烈大地震,1926 年更在军阀混战中遭到炮击,塔身中弹两百余发;1976 年 7 月 28 日唐山大地震,应县影响烈度在四度左右,塔上风铎大响约一分钟,塔无损坏。近千年历经各种天灾人祸,一路留存至今,实属不易。目前,木塔已严重歪斜,通过现代智慧监测手段了解木塔变形情况,掌握木塔的形变趋势是目前文物保护的重点工作。海克斯康古建综合监测方案,集成徕卡TS60全站仪自动化监测系统、徕卡LS15水准仪沉降监测系统、徕卡MS60扫描监测分析系统,徕卡RTC360三维激光扫描数字存档系统,可以全天候监测木塔形变情况,分析承重及变形趋势,守护应县木塔再度跨越千年。

徕卡TS60自动化监测系统

徕卡TS60凭借全新的ATRplus自动照准技术被誉为“引领创新的自动学习全站仪”。

徕卡ATRplus技术通过采用光斑分析法优化棱镜验证方法,能够在超远距离自动学习目标棱镜,自动识别有效棱镜,排除环境中的干扰因素,如灯光、水气、日照等,有效提高了自动测量的距离、精度和效率!徕卡TS60拥有0.5″的测角精度,0.6mm+1ppm的测距精度;搭配徕卡GeoMos软件,实现对应县木塔24小时无人值守不间断的实时监测。

徕卡TS60自动化监测系统运行

通过徕卡TS60自动监测布设在木塔各层柱头、柱脚的监测棱镜,并在后处理软件中进行实时分析各点位形变动态及趋势,结合气象因素,可实现分析不同温度、风力、维修、载荷变化等条件下木塔的形变规律;自动化高频的实时监测,为木塔的精准维保提供数据支撑与技术保障!

徕卡LS15沉降监测系统

徕卡LS15水准仪是一款高精度的电子水准仪,具备多项先进特性,旨在提高测量精度和效率。

徕卡LS15具有0.2mm/km的精度,测量精度高,能够监测出木塔所有柱体的细微沉降变形!搭载影像辅助照准功能,使用体验更好,在木塔内部狭小的空间环境下,看着屏幕就能完成瞄准,自动对焦自动完成高精观测。配备精密水准网平差软件,可生成符合国家规范的电子观测手簿,成果归档更方便,为木塔安全监测保驾护航。

徕卡LS15 木塔沉降监测

徕卡MS60扫描监测分析系统

徕卡MS60是一款结合了测量、扫描、图像以及GNSS技术的智能化高速影像全站扫描仪,具有高精度全站仪功能和高速影像精密点云扫描能力,广泛应用于各种测量和监测任务中。

应县木塔结构倾斜和扭转是其整体结构当前最为严重的安全隐患,其中二层明层局部倾斜程度最为严重,最严重倾斜柱的柱头偏离柱脚中心的倾角达 11.8°,对于形变严重的区域,需要通过对倾斜方向的整体面状进行高精度的点云数据采集,进行整体周期性的对比分析,以判断形变情况及趋势,为文物保护提供数据支持。

徕卡MS60现场扫描点云数据

墙面周期点云数据对比分析

通过徕卡MS60扫描测量获取应县木塔明层、暗层承重柱体、隔板、斜撑等受力面的三维点云数据,进行现状倾斜角度分析与受力情况分析,以指导保护工作的开展。

明暗层立柱受力及倾斜分析

三维激光扫描仪构建“应县木塔4D模型”

徕卡RTC360激光扫描仪是一款高性能、轻量化的三维激光扫描仪,主要用于高密度三维点云和高分辨率全景照片的现实捕捉。

通过融合徕卡的三大核心技术:TruRTC实景复制技术、VIS视觉追踪技术和SmartReg智能拼接技术,为用户提供一套智能、简单、高效、快速的三维激光扫描解决方案。 

 局部三维点云数据

使用徕卡RTC360激光扫描仪周期性的对应县木塔现状进行数据采集,徕卡RTC360扫描速度高达200万点每秒,一站两分钟,即测即走,能够快速完成木塔整体的点云数据采集,采集完成后,将不同时间段的三维点云数据赋予时间轴,构建“应县木塔4D模型”,不断记录应县木塔的残损状况与修缮信息,形成拥有海量数据并可不断完善的应县木塔数据保护档案。

徕卡RTC360现场数据采集

海克斯康测量系统在古建筑监测保护领域提供了先进的技术解决方案。通过使用高精度的测量设备和软件对古建筑进行详细的三维扫描以及监测,获取其结构数据,并建立数字化模型,多方位助力古建筑修复以及长期养护。海克斯康古建综合监测方案,守护应县木塔再度跨越千年!