水利工程輸排水管道隱患探測中CCTV和三維激光掃描技術的實踐

【摘要】隨著技術的發展，水利工程輸排水管道檢測結果也不斷變得精確起來。水利工程的修建能夠調配自然界的水資源，提高資源的利用率。水資源的利用率提高，能夠節約我國自然界能源，符合我國節能發展理念。對于水利工程而言，管道質量保證才能維持水利工程的穩定運行。利用科學技術對輸排水管道進行檢測，能夠預防輸排水管道發生破損等問題。及時解決輸排水管道的問題，能夠保證水利工程更好的發揮作用，提高能源的利用。

【關鍵詞】水利工程；CCTV；三維激光掃描技術

水利工程的建設中，最重要的一項是輸排水管道的建設。輸排水管道貫穿水利工程的整體，能夠控制水流量，防止發生洪澇災害。若是輸排水管道被大量沉積的雜質堵塞，會導致輸排水管道水流量減少，使水利工程運行發生問題。對輸排水管道進行檢測，通常使用CCTV和三維激光掃描技術。本文通過分析現有檢測技術，研究CCTV和三維激光掃描技術檢測以及改進措施。

1、CCTV和三維激光掃描技術概述以及現狀

1.1 CCTV技術概述

CCTV又稱為管道內窺檢測技術，具有較高的檢測安全性，采用了計算機數據以及圖像處理技術。CCTV具有檢測范圍廣泛的特點，一般可以用在智能檢測或是排水管道檢測方面。

CCTV可以使用在條件艱苦的檢測環境當中，例如一些檢測地點具有較大的危險性，利用CCTV能夠幫助人們實現檢測目的，能夠保護檢測工作人員不受到健康威脅。CCTV在檢測過程中，以水為傳輸介質，借助返回的聲波特點對管道情況進行分析。在進行檢測時，CCTV的攝像頭會隨著管道的變化發生變化，這種情況下，檢測結果就會不準確。

1.2 三維激光掃描技術

三維激光掃描技術利用了激光技術，將被測物體的三維立體面復制出來，因此又稱為實景復制技術。三維激光掃描檢測技術檢測結果具有較高的精確性，能夠檢測大面積的被測物體。三維激光掃描技術能夠實現遠距離的檢測，在不接觸物體的基礎上，能夠將物體的實際情況檢測出來。三維激光掃描同時也結合了信息技術的特點，利用了數字技術的優勢進行更精確的檢測。

三維激光掃描技術具有能夠快速的得出檢測結果，完善了傳統檢測技術在檢測時間方面的劣勢。三維激光掃描檢測可以應用在建筑和古跡方面的檢測，同時也可以應用在水利工程管道檢測方面。水利工程的檢測包含多個方面，及時對水利工程組成部分進行檢測，可以保障水利工程的順利運行。

1.3 CCTV和三維激光掃描技術發展現狀

CCTV和三維激光掃描技術在不斷的應用過程中，出現了一些弊端。例如CCTV和三維激光掃描應用在水利工程管道隱患檢測中，由于管道或是環境的原因，導致檢測結果精確性下降。水利工程管道出現問題，一般分為兩種情況，一種是管道功能方面出現問題，一種是管道結構方面出現問題。對于管道功能出現問題的情況進行檢測，主要檢測管道內有效過水量。將檢測到的過水量和計劃的過水量進行對比，分析管道是否屬于功能性缺陷。結構性缺陷的檢測一般是指管道發生破損或是變形等問題，管道本身出現的問題。這類問題的修復需要一定的科學技術手段，進行專業技術的修復。

CCTV的檢測需要由攝像爬行器進行管內圖像的采集，在爬行的過程中，由于管道不是平穩狀態，導致攝像爬行器出現晃動。攝像爬行器出現晃動，容易導致所記錄的畫面模糊不清楚，不能真實反映管道內的實際情況。由于水下存在一些電纜，導電信號容易相互干擾，導致攝像發生模糊或是出現噪聲。

在CCTV檢測技術不精確的基礎上，提出了三維激光掃描技術，改變了傳統CCTV攝像爬行器在爬行的過程中，出現的圖像模糊情況。

2、CCTV和三維激光掃描技術改進現狀

2.1從CCTV圖像采集方面改進

從CCTV圖像采集方面進行改進，能夠完善CCTV在水利工程輸排水管道檢測中的應用。提高攝像機的風變綠，能夠提高采集畫面的質量。對于采集回的圖像需要進行處理，例如當爬行器在攝像時，會出現噪音等不利于畫面分析的因素。圖像的預處理能夠將這些不必要的因素進行弱化，突出工作人員需要的畫面帶來的信息。

圖像與處理并不能考慮圖像本身的質量是否受到影響，因此使用圖像增強技術對進行處理之后的圖像再接著進行增強處理。圖像增強有兩種技術，一種是空域法一種是頻域法。空域法增強圖像質量，通多改變圖像中的像素進行圖像的增強。傳統的像素改變操作有兩種，一種是使用模板操作，另一種是使用點操作進行圖形像素處理。頻域圖像增強技術在空域法的基礎演變而來，增加了運算處理進行圖像增強，例如傅里葉轉換等。圖像增強能夠將需要的圖像信息清楚的再現，將圖像與處理時有用信息進行恢復，提高檢測結果的精確度。

對圖像進行灰化處理，能夠提高數據的精確性。攝像頭本來拍攝的畫面是彩色的，能夠比較真實的反映出管道內部的實際情況，但由于真實色彩過多，計算機無法對拍攝的畫面進行分析，影響結果的準確性。因此對拍攝的圖像進行灰化處理，雖然圖像的色彩數量減少，但是能夠提高檢測結果的精確度。有爬行攝像機進行拍攝時，由于電纜干擾的因素會出現一些噪聲，因此需要對拍攝的畫像進行濾波去噪。

2.2對三維激光掃描管理方面進行改進

對三維激光掃描管理方面進行改進，能夠完善CCTV在水利工程輸排水管道檢測中的應用。三維激光掃描技術在正常使用中，需要使用專業的掃描軟件進行處理，這就需要軟件處理和檢測人員具有較高業務操作能力，具有較高的應用素質。

三維激光掃描在經過掃描時，需要對每次掃描的結果進行連接，這種方式稱為點云拼接。將所有掃描的圖畫進行點云拼接之后，利用坐標系的工作原理，能夠生成一個模型，生成的模型圖畫，可以進行輸出處理。

當管道出現破裂的情況，圖像中會出現一些斑點。這時由于破裂處無法將激光反射回去，使激光圖畫得到斑點，這時出現的斑點數量應該在兩個以上。

2.3從政府相關部門進行改進

從政府相關部門進行改進，能夠完善CCTV在水利工程輸排水管道檢測中的應用。水利工程屬于公共設施，用來促進社會的發展，提高人們的生活水平。因此在水利工程輸排水管道檢測方面，應該有很重要的改進作用。

首先政府應該重視檢測技術的應用，度檢測技術培養相應的檢測人才。三維激光掃描檢測技術是目前檢測行業最長使用的技術，因此國家應該培養一些相應的檢測技術人員，同時和檢測技術人員相互匹配的還有結果分析人員，這樣才能夠發揮檢測的作用。

其次在檢測過程中，需要注意檢測給周圍環境帶來的影響。盡量避免水利工程輸排水管道檢測技術對居民造成影響。對于一些水利工程，應該制定專門的負責部門進行管理，及時觀察水流的異常情況，防止不能及時發現管道問題造成更大的隱患。

最后政府對于檢測以及水利工程維護方面，應該給予一定的資金支持。政府給予一定的資金支持，能夠保證水利工程相關的日常運營活動有足夠的資金供應，從而促進水利工程更好的發展。

結語：

CCTV和三維激光掃描檢測，能夠及時發現輸排水管道出現的異常，水利工程管理人員根據檢測的結果能夠及早制定解決方案，保證水利工程的運行。對CCTV圖形處理技術進行改進，對三維激光掃描技術進行改進，結合政府的作用，保證檢測技術的良好發展和運用。提高水利工程發揮的作用，節約水資源的使用，促進我國社會的可持續發展。

參考文獻：

[1]徐云乾.CCTV和三維激光掃描技術在水利工程輸排水管道隱患探測中的應用[J].中國農村水利水電，2014，（3）：68-70.

[2]盧建光.試析CCTV和三維激光掃描技術在水利工程輸排水管道隱患探測中的應用[J].城市建筑，2015，（11）：363-363.