本發(fā)明涉及屬于地質(zhì)崩滑體監(jiān)測技術(shù)，特別是基于三維激光掃描技術(shù)的崩滑體地質(zhì)災(zāi)害體監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

地面三維激光掃描技術(shù)是一種非接觸式主動測量技術(shù)，可進(jìn)行大面積高密度空間三維數(shù)據(jù)的采集。該技術(shù)具有點位測量精度高、采集空間點的密度大和速度快等特點，且數(shù)據(jù)中包含了目標(biāo)體反射強(qiáng)度和顏色等多種信息，對人員難以到達(dá)、危險性較高的崩滑體地質(zhì)災(zāi)害的局部細(xì)節(jié)或整體變形監(jiān)測優(yōu)勢明顯，彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測方法因人員無法到達(dá)、監(jiān)測點布設(shè)困難等諸多不足，可作為地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測手段的一種補充。當(dāng)前，地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展已日趨成熟，其在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和防治領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，成功實現(xiàn)了快速反饋監(jiān)測結(jié)果的目的。因此，提出崩滑體地面三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)，以達(dá)到統(tǒng)一其工作內(nèi)容、技術(shù)合理先進(jìn)的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于三維激光掃描技術(shù)的崩滑體地質(zhì)災(zāi)害體監(jiān)測方法，以便為崩滑體地質(zhì)災(zāi)害體提供技術(shù)依據(jù)，實現(xiàn)快速、全方位、高精度經(jīng)濟(jì)監(jiān)測、有規(guī)可循。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，基于三維激光掃描技術(shù)的崩滑體地質(zhì)災(zāi)害體監(jiān)測方法，其特征是：至少包括如下步驟：

第1步、布置監(jiān)測標(biāo)靶和控制標(biāo)靶，用三維激光掃描儀對災(zāi)害區(qū)進(jìn)行第一次監(jiān)測；

第2步、依據(jù)獲取的三維激光數(shù)據(jù)對災(zāi)害區(qū)地表特征進(jìn)行孤立型、凸型、凹凸相間型三種劃分；

第3步、依據(jù)孤立型獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的孤立型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

第4步、依據(jù)確立的孤立型二次監(jiān)測點對孤立型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

第5步、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到地質(zhì)災(zāi)害區(qū)總體化分?jǐn)?shù)據(jù)庫中；

第6步、依據(jù)凸型獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的凸型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

第7步、依據(jù)確立的凸型二次監(jiān)測點對凸型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

第8步、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到災(zāi)害區(qū)總體化分?jǐn)?shù)據(jù)庫中；

第9步、依據(jù)凹凸相間型獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的凹凸相間型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

第10步、依據(jù)確立的凹凸相間型二次監(jiān)測點對凹凸相間型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

第11步、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到災(zāi)害區(qū)總體化分凹凸相間型的數(shù)據(jù)庫中。

所述的步驟3對所述的孤立型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在孤立型四個角確立四個二次監(jiān)測點。

所述的步驟6對所述的凸型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在凸型二個角確立二個二次監(jiān)測點。

所述的步驟9對所述的凹凸相間型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在凹凸相間型三個角確立三個二次監(jiān)測點。

所述的災(zāi)害區(qū)是崩滑體植被覆蓋率小于60%、地表坡度大于15°。

所述的災(zāi)害區(qū)植被覆蓋介于30%～60%的區(qū)域采用多回波掃描。

獲取災(zāi)害區(qū)三維激光數(shù)據(jù)，可以通過點狀提取、線狀提取、面或體狀提取三種方式。

本發(fā)明的優(yōu)點是：通過三維激光掃描儀將地質(zhì)災(zāi)害區(qū)按不同地貌地形特征劃分為孤立型、凸型、凹凸相間型，按不同掃描方式、不同距離監(jiān)測的采樣和精簡點間距，提取點、線、面（體）的監(jiān)測資料進(jìn)行分析。根據(jù)變化規(guī)律，計算變化速率（水平和垂直）、位移變形量、位移合成矢量方向，對崩塌體的變化做出定量分析。

附圖說明

下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明實施例步驟流程圖；

圖2是通過地面空中飛行器通過三維激光掃描儀在空中對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)進(jìn)行第一次監(jiān)測，獲取災(zāi)害區(qū)三維激光數(shù)據(jù)示意圖；

圖3是通過三維激光掃描儀在空中對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)獲取的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)及模型化圖形進(jìn)行孤立型、凸型、凹凸相間型三種劃分示意圖；

圖4是對孤立型通過二次監(jiān)測點進(jìn)行二次監(jiān)測示意圖；

圖5是對凸型通過二次監(jiān)測點進(jìn)行二次監(jiān)測示意圖；

圖6是對凹凸相間型通過二次監(jiān)測點進(jìn)行二次監(jiān)測示意圖。

圖中，1、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)；2、空中飛行器；3、三維激光掃描儀；4、災(zāi)害區(qū)；5、孤立型；6、凸型；7、凹凸相間型。

具體實施方式

如圖1所示，基于三維激光掃描技術(shù)的崩滑體地質(zhì)災(zāi)害體監(jiān)測方法，其特征是：至少包括如下步驟：

1、安放控制標(biāo)靶和監(jiān)測標(biāo)靶；利用空中飛行器2通過三維激光掃描儀3在空中對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)1進(jìn)行第一次監(jiān)測，獲取災(zāi)害區(qū)4三維激光數(shù)據(jù)；見圖2，本發(fā)明中所說的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)1是一大范圍，在大范圍內(nèi)會進(jìn)行多次小區(qū)域的三維激光掃描，本發(fā)明中的所有說明是對小區(qū)域三維激光掃描的說明。

2、依據(jù)獲取的三維激光數(shù)據(jù)對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)進(jìn)行孤立型5、凸型6、凹凸相間型7三種劃分；見圖2，

3、依據(jù)孤立型5獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的孤立型5進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

4、依據(jù)確立的孤立型二次監(jiān)測點對孤立型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

5、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到地質(zhì)災(zāi)害區(qū)總體化分?jǐn)?shù)據(jù)庫中；見圖3

6、依據(jù)凸型獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的凸型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

7、依據(jù)確立的凸型二次監(jiān)測點對凸型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

8、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到地質(zhì)災(zāi)害區(qū)總體化分?jǐn)?shù)據(jù)庫中；見圖4；

9、依據(jù)凹凸相間型獲取的三維激光數(shù)據(jù)確定對所述的凹凸相間型進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立；

10、依據(jù)確立的凹凸相間型二次監(jiān)測點對凹凸相間型進(jìn)行二次細(xì)化監(jiān)測；

11、將二次細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)補充到地質(zhì)災(zāi)害區(qū)總體化分凹凸相間型的數(shù)據(jù)庫中。

見圖5。

如圖4所示，所述的步驟3對所述的孤立型5進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在孤立型5四個角確立四個二次監(jiān)測點。

如圖5所示，所述的步驟6對所述的凸型6進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在凸型6二個角確立二個二次監(jiān)測點。

如圖6所示，所述的步驟9對所述的凹凸相間型7進(jìn)行二次監(jiān)測點進(jìn)行確立是通過在凹凸相間型7三個角確立三個二次監(jiān)測點。

災(zāi)害區(qū)4是崩滑體植被覆蓋率小于60%、地表坡度大于15°，所述的災(zāi)害區(qū)4植被覆蓋介于30%～60%的區(qū)域采用多回波掃描。見圖2。

獲取災(zāi)害區(qū)4三維激光數(shù)據(jù)，可以通過點狀提取、線狀提取、面（體）狀提取三種方式。

點狀提取：選取并識別自然特征點、監(jiān)測標(biāo)靶點；量測多期自然特征點、監(jiān)測標(biāo)靶點三維坐標(biāo)(X、Y、Z)；計算多期自然特征點、監(jiān)測標(biāo)靶點三維坐標(biāo)變化量。

線狀提?。哼x取并識別自然線狀目標(biāo)，或者按照一定間隔選取斷面線；量測多期自然線狀目標(biāo)、或者一定間隔的斷面線三維坐標(biāo)(X、Y、Z)及斷面圖；計算多期自然線狀目標(biāo)、或者一定間隔的斷面線三維坐標(biāo)變化量。

面（體）狀提?。哼x取并構(gòu)建崩塌體表面、特征體數(shù)字高程模型；量測多期崩塌體表面的重心坐標(biāo)及特征體的特征坐標(biāo)；計算多期崩塌體表面、特征體的三維變化量。

崩滑體點狀監(jiān)測資料分析根據(jù)監(jiān)測標(biāo)靶或特定點分析應(yīng)根據(jù)相鄰測次變形量、累計變形量分析等其變化規(guī)律，計算變化速率（水平和垂直）、位移變形量、位移合成矢量方向，對崩塌體的變化做出定量分析。

線監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析根據(jù)多期或相鄰測次掃描監(jiān)測斷面線套合圖，判斷監(jiān)測線上的斷面變形趨勢，對發(fā)生崩塌或堆積的部位做出判斷，并計算出其量值。

面（體）監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析根據(jù)多期或相鄰測次掃描監(jiān)測面或模型疊加，可直觀反映整個災(zāi)害體的局部細(xì)節(jié)或整體變形趨勢，通過計算得到面或模型間的變形量值，繪制垂直位移等值線圖進(jìn)行具體部位分析。