激光扫描技术支持下的山区公路边坡安全风险评价体系研究
发布时间：2021-01-17 21:30
作为公路安全领域长久以来的技术难题,现有技术方法很难全面有效的对山区公路边坡进行安全风险评价,而与此同时,山区公路边坡的灾害防治形势愈发严峻,滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害频频发生,给群众安全和公路建设造成了巨大威胁。边坡安全问题直接关系到公路的长期稳定运营和人民的生命财产安全,因此,目前需要将更多的新技术和新方法引入到山区公路边坡安全风险评价中,并建立一个系统完整的评价体系,以求获取更全面更准确的评价结果,从而为公路边坡防灾减灾工作提供有力的决策支持,将边坡地质灾害风险和灾害可能造成的破坏损失降到最低。针对上述问题,本文结合测绘工程、公路工程、边坡工程以及安全工程等多个交叉学科的先进知识体系,以测绘行业、交通部和应急管理部的相关规定标准为参考,以三维激光扫描技术、基于激光回波原理和Fisher判定法则的陡坡点云滤波算法、基于IGG稳健估计理论和格网最近相邻点查询的改进ICP无控制匹配算法、NURBS高精度曲面模型重建技术、改进熵权集对分析模型以及AHP-模糊综合评价法等多种先进技术方法为支撑,以山区公路边坡危险性宏观评价指标体系和山区公路灾害易损性评价指标体系为基础,以山区公路边坡危险...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光测距仪工作原理
三维激光扫描系统主要包含硬件和软件两大部分,其中硬件部分主要由激光扫描仪组成,该部分主要负责点云数据的采集;软件部分则由一系列的点云数据处理算法组成,其主要负责对点云数据进行精细处理。目前来说,比较常用的三维激光扫描系统主要为地面激光扫描系统,其数据采集示意图如下所示。除了地面激光扫描系统以外,激光扫描系统还可以搭载在不同的移动平台上(如飞机、汽车等),从而构成移动激光扫描系统,这样可以有效增强激光扫描系统的机动性和适用性[138-139]。在具体分类时,根据搭载平台的不同,移动激光扫描系统又可以细分为星载三维激光扫描系统、机载三维激光扫描系统、车载三维激光扫描系统以及船载三维激光扫描系统等几种。在实际应用时,可以根据不同的地形情况和应用需求,来选择不同的激光扫描系统以完成数据采集,四种搭载在不同平台上的三维激光扫描系统分别如图1-3所示。
除了地面激光扫描系统以外,激光扫描系统还可以搭载在不同的移动平台上(如飞机、汽车等),从而构成移动激光扫描系统,这样可以有效增强激光扫描系统的机动性和适用性[138-139]。在具体分类时,根据搭载平台的不同,移动激光扫描系统又可以细分为星载三维激光扫描系统、机载三维激光扫描系统、车载三维激光扫描系统以及船载三维激光扫描系统等几种。在实际应用时,可以根据不同的地形情况和应用需求,来选择不同的激光扫描系统以完成数据采集,四种搭载在不同平台上的三维激光扫描系统分别如图1-3所示。基于三维激光扫描技术的边坡形变位移分析主要步骤如下所示:a)首先,采集某边坡不同时期的激光点云数据;b)其次,对获取到的多期边坡点云数据进行去燥、滤波、粗匹配、精匹配以及边坡建模等数据处理工作;c)最后,采用色谱分析法对多期边坡模型进行对比分析,从而可观察到边坡整体形变情况以及各个区域的具体形变值[140-144]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于车载LiDAR点云联合特征的道路边界提取研究[J]. 吕亚磊,李永强,范辉龙,李鹏鹏. 地理与地理信息科学. 2019(01)
[2]三维激光扫描技术在水利工程安全鉴定中的应用[J]. 王灵锋,祁敏敏,许烨璋,段文义. 测绘通报. 2018(12)
[3]激光雷达在无人车辆中的应用及关键技术分析[J]. 王会,罗涛,陆培源. 激光与红外. 2018(12)
[4]基于熵权集对分析和车载激光扫描的公路边坡危险性评价模型[J]. 刘洋洋,郭增长,李永强,李有鹏. 岩土力学. 2018(S2)
[5]基于三维激光扫描技术的高边坡扩挖变形监测[J]. 李关琪,徐帅,胡建平,楼俊丰,赵宇,吕庆. 公路. 2018(11)
[6]AHP-模糊综合评价法在山区丘陵公路边坡危险性评估中的应用[J]. 刘洋洋,李永强,李有鹏. 河南科学. 2018(02)
[7]徕卡三维激光扫描系统在建筑物精细建模中的应用[J]. 朱曙光,何宽,周建郑. 测绘通报. 2018(02)
[8]基于AHP-Fuzzy和激光点云数据的公路边坡危险性评估研究[J]. 刘洋洋,李永强,郭增长,李有鹏. 灾害学. 2018(01)
[9]山区丘陵公路边坡危险性评价指标体系构建及应用研究[J]. 刘洋洋,李永强,李有鹏. 施工技术. 2017(S2)
[10]基于熵权-集对分析的山区丘陵公路边坡安全评价——以河南省修武县为例[J]. 刘洋洋,李永强,郭增长,李有鹏. 安全与环境学报. 2017(05)
博士论文
[1]光纤Bragg光栅监测系统研制优化及其边坡工程应用研究[D]. 蒋善超.山东大学 2016
[2]基于光纤光栅的高陡边坡及危岩落石监测技术与应用研究[D]. 郭永兴.武汉理工大学 2014
[3]山区公路边坡安全评价与灾害预警研究[D]. 林孝松.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于云模型的边坡稳定性评价研究[D]. 高洁.南华大学 2016
[2]近景摄影测量在边坡监测中的应用研究[D]. 唐旭.南京理工大学 2016
[3]利用三维激光扫描技术的边坡形变监测方法研究[D]. 翟旭.中国地质大学(北京) 2015
[4]GPS技术在滑坡监测中的应用及其数据处理[D]. 吴仍武.东华理工大学 2014
本文编号：2983626
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光测距仪工作原理
三维激光扫描系统主要包含硬件和软件两大部分,其中硬件部分主要由激光扫描仪组成,该部分主要负责点云数据的采集;软件部分则由一系列的点云数据处理算法组成,其主要负责对点云数据进行精细处理。目前来说,比较常用的三维激光扫描系统主要为地面激光扫描系统,其数据采集示意图如下所示。除了地面激光扫描系统以外,激光扫描系统还可以搭载在不同的移动平台上(如飞机、汽车等),从而构成移动激光扫描系统,这样可以有效增强激光扫描系统的机动性和适用性[138-139]。在具体分类时,根据搭载平台的不同,移动激光扫描系统又可以细分为星载三维激光扫描系统、机载三维激光扫描系统、车载三维激光扫描系统以及船载三维激光扫描系统等几种。在实际应用时,可以根据不同的地形情况和应用需求,来选择不同的激光扫描系统以完成数据采集,四种搭载在不同平台上的三维激光扫描系统分别如图1-3所示。
除了地面激光扫描系统以外,激光扫描系统还可以搭载在不同的移动平台上(如飞机、汽车等),从而构成移动激光扫描系统,这样可以有效增强激光扫描系统的机动性和适用性[138-139]。在具体分类时,根据搭载平台的不同,移动激光扫描系统又可以细分为星载三维激光扫描系统、机载三维激光扫描系统、车载三维激光扫描系统以及船载三维激光扫描系统等几种。在实际应用时,可以根据不同的地形情况和应用需求,来选择不同的激光扫描系统以完成数据采集,四种搭载在不同平台上的三维激光扫描系统分别如图1-3所示。基于三维激光扫描技术的边坡形变位移分析主要步骤如下所示:a)首先,采集某边坡不同时期的激光点云数据;b)其次,对获取到的多期边坡点云数据进行去燥、滤波、粗匹配、精匹配以及边坡建模等数据处理工作;c)最后,采用色谱分析法对多期边坡模型进行对比分析,从而可观察到边坡整体形变情况以及各个区域的具体形变值[140-144]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于车载LiDAR点云联合特征的道路边界提取研究[J]. 吕亚磊,李永强,范辉龙,李鹏鹏. 地理与地理信息科学. 2019(01)
[2]三维激光扫描技术在水利工程安全鉴定中的应用[J]. 王灵锋,祁敏敏,许烨璋,段文义. 测绘通报. 2018(12)
[3]激光雷达在无人车辆中的应用及关键技术分析[J]. 王会,罗涛,陆培源. 激光与红外. 2018(12)
[4]基于熵权集对分析和车载激光扫描的公路边坡危险性评价模型[J]. 刘洋洋,郭增长,李永强,李有鹏. 岩土力学. 2018(S2)
[5]基于三维激光扫描技术的高边坡扩挖变形监测[J]. 李关琪,徐帅,胡建平,楼俊丰,赵宇,吕庆. 公路. 2018(11)
[6]AHP-模糊综合评价法在山区丘陵公路边坡危险性评估中的应用[J]. 刘洋洋,李永强,李有鹏. 河南科学. 2018(02)
[7]徕卡三维激光扫描系统在建筑物精细建模中的应用[J]. 朱曙光,何宽,周建郑. 测绘通报. 2018(02)
[8]基于AHP-Fuzzy和激光点云数据的公路边坡危险性评估研究[J]. 刘洋洋,李永强,郭增长,李有鹏. 灾害学. 2018(01)
[9]山区丘陵公路边坡危险性评价指标体系构建及应用研究[J]. 刘洋洋,李永强,李有鹏. 施工技术. 2017(S2)
[10]基于熵权-集对分析的山区丘陵公路边坡安全评价——以河南省修武县为例[J]. 刘洋洋,李永强,郭增长,李有鹏. 安全与环境学报. 2017(05)
博士论文
[1]光纤Bragg光栅监测系统研制优化及其边坡工程应用研究[D]. 蒋善超.山东大学 2016
[2]基于光纤光栅的高陡边坡及危岩落石监测技术与应用研究[D]. 郭永兴.武汉理工大学 2014
[3]山区公路边坡安全评价与灾害预警研究[D]. 林孝松.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于云模型的边坡稳定性评价研究[D]. 高洁.南华大学 2016
[2]近景摄影测量在边坡监测中的应用研究[D]. 唐旭.南京理工大学 2016
[3]利用三维激光扫描技术的边坡形变监测方法研究[D]. 翟旭.中国地质大学(北京) 2015
[4]GPS技术在滑坡监测中的应用及其数据处理[D]. 吴仍武.东华理工大学 2014
本文编号：2983626
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