Modelação 3D da Barragem do Cabril por Varrimento LASER Terrestre e Fotogrametria Digital

Abstract

Several large concrete dams began to be built in the first half of the last century. Many of these structures are now over than 50 years old and the security control of these structures becomes fundamental. This control is fundamental for the maintenance of the structure and to understand these infrastructures behaviour. Security control requires monitoring programs in accordance with the types of structures. The visual inspection is an added advantage, considering that in many old structures there are no installed equipment’s to monitor their behaviour. With the development of LASER technologies, such as the Combined Terrestrial Imaging System (CTIS), it is expected a new mode of visual inspection, called visual assisted inspections. On reflective surfaces the Terrestrial Laser Scanner (TLS) gets the coordinates of millions of points used to model 3D objects in a fast and precise way. By attaching a digital camera to the laser scanner, it is also possible to integrate the laser data with the digital images. After processing the data from the CTIS, orthoimages with adequate resolution are acquired and are useful for the identification and classification of anomalies as well as, for the analysis of structure deformations. With three-dimensional models obtained at different epoch, with different water level and different environmental conditions, it is possible to quantify the deformations of the dam. This report describes the study of the application of the CTIS in the Cabril dam in the two mentioned aspects, the processing of orthoimages and the evaluation of the three dimensional models. In the structure of this report there are included two papers of the two mentioned aspects that were presented at the “VIII Conferência Nacional de Cartografia e Geodesia” that took place between 29th and 30th of October of 2015 in Lisbon.

As grandes barragens de betão começaram a ser construídas na primeira metade do século passado. Muitas dessas estruturas têm agora mais de 50 anos e, devido ao seu envelhecimento, torna-se fundamental o controlo de segurança dessas estruturas. Estender a vida útil destas infraestruturas é também uma necessidade de rentabilização que passa igualmente pelo referido controlo. O controlo de segurança requer programas de monitorização adequados aos tipos de estruturas. A inspecção visual é uma vantagem acrescida, tendo em conta que em muitas estruturas antigas não existem equipamentos instalados para a monitorização do seu comportamento. Com o avanço das tecnologias LASER, como é o caso do Sistema Combinado de Imagens Terrestre (Combined Terrestrial Imagin System, CTIS), perspectiva-se um novo modo de inspecções visuais, designadas por inspecções visuais assistidas. Os Laser Scanner Terrestres (Terrestrial Laser scanner, TLS) determinam as coordenadas de milhões de pontos em superfícies reflectivas, obtendo-se assim modelos tridimensionais dos objectos de uma maneira rápida e precisa. Acoplando ao laser scanner uma câmara digital, é possível integrar a informação laser com as imagens digitais. Após processamento adequado, obtêm-se orto-imagens com a resolução adequada, úteis para a identificação e classificação de anomalias bem como para análise de deformações da estrutura. Com os modelos tridimensionais obtidos em diferentes épocas, com cotas de albufeira e condições meteorológicas diferentes, é possível quantificar as deformações do paramento da barragem. Este relatório descreve o estudo da aplicação dos Sistemas Combinados de Imagens Terrestres à Barragem do Cabril nas duas vertentes referidas, a aquisição de orto-imagens e a comparação de diferentes modelos tridimensionais. Na estrutura deste relatório, estão na íntegra os dois artigos referentes às duas vertentes referidas, que foram apresentados na VIII Conferência Nacional de Cartografia e Geodesia que decorreu entre 29 e 30 de Outubro de 2015, em Lisboa.