“最快的冰”背后：高精度激光测量技术首次应用于奥运场馆建设
发布时间：2022-02-14
在被称为“冰丝带”的国家速滑馆，自北京冬奥会开赛以来，多个奥运纪录乃至世界纪录被刷新，“最快的冰”实至名归。近日，记者从武汉大学获悉，该校毛庆洲教授领衔的高分辨激光雷达团队，在“冰丝带”建设过程中起到了重要作用，“打造最平的冰才能最快”。
建设国家速滑馆为何需要遥感专家？武汉大学遥感信息工程学院/宇航科学与技术研究院教授、博士生导师毛庆洲介绍，他的团队主要工作是利用高精度三维激光扫描，帮助冰场安装地下制冰排管。
毛庆洲在“冰丝带”建设期间留影。受访者供图
“场馆希望建成‘最快’的冰面，那就需要最平整地铺设制冰排管。”毛庆洲解释，制冰排管是冰场的基础设施，它的上面还要铺设一层混凝土，再上面才是冰面。如果制冰排管安装时高低落差过大，或是排管之间排列不均匀，就会导致铺设混凝土后的制冷能力不同，进而导致不同区域的冰面温度和厚度不一。
国家速滑馆的冰场面积达到1.2万平方米，地下每隔10厘米就要布设一根制冰排管，毛庆洲团队的工作就是在建设过程中，用高精度三维激光扫描测量建成区域，形成精度优于2毫米的现场点云数据，分析制冰排管的高程和平行度，在密密麻麻的制冰排管中找出需要改进的地方。
最终，经过毛庆洲团队和施工人员的努力，该工程实现全场标高允许偏差±5毫米，管道之间的平行度优于1/1000，确保了冰面温度差不超过0.5℃。
毛庆洲团队的高精度激光测量技术，此前广泛运用在地铁、高铁工程中。但是，将这项成熟技术首次运用在奥运场馆建设上，团队还是面临新的挑战。毛庆洲说：“以前测量轨道是线状的，这次测量制冰排管是面状的。就好比以前只用对比前后数据，现在四面八方都要对比，计算量要翻倍，所以我们对测量工艺、数学计算模型都进行了改进。”
国家速滑馆制冰排管整体点云图。受访者供图
毛庆洲的团队共有10人参与这次奥运保障任务，在2020年秋季对国家速滑馆制冰排管安装现场进行了全面测量，经过28天的数据采集和分析，共获得2TB的现场点云数据。
“这次任务时间周期短、工程任务重、精度要求高，团队成员都付出了很多心血，特别是最后验收前几天，我们在武汉的数据分析团队，都是通宵加班工作。”毛庆洲教授领衔的高分辨激光雷达团队，为建造“最快的冰”提供了有力保障。
依托这项技术成果，武汉大学与北京城建集团、深圳大学等单位共同申报的“国家速滑馆动态高精度施工测量关键技术及应用”项目，荣获2021年度测绘科学技术奖一等奖。
毛庆洲介绍，激光三维测量（激光雷达）作为一种近20年来发展的新型遥感技术，正处于快速发展阶段，随着硬件技术的进步和点云智能处理的发展，在国民经济各行业，特别是数字经济，具有广泛的前景和智力需求。“需要更多有思想的青年加入。”他呼吁。
来源：人民网-湖北频道
