三维激光扫描技术在滑坡检测中的应用研究

发布时间：2018-09-17 11:04

【摘要】：滑坡监测在滑坡研究领域是一项尤为重要的工作。滑坡监测是对滑坡预测预报重要的技术手段,高效的滑坡监测技术在很大程度上可以减轻甚至消除滑坡事故造成的危害。目前,各种传统的监测方法存在工程造价高、自动化程度低、精度低等问题。三维激光扫描技术由于其测量过程高效率、高精度、非接触性等优势,弥补了传统监测手段的不足。虽然很多商家为了商业利益宣称三维激光扫描技术能够应用于滑坡监测,但是三维激光扫描技术能否获取高精度的滑坡监测值以及快速获取区域变形值仍有待验证。本文从滑坡给人类带来极大的危害性突出滑坡监测的必要性。首先论述了滑坡监测技术在国内外研究的现状和发展趋势,同时在滑坡监测内容的基础上,对滑坡监测的方法做了详细的分析和对比,三维激光扫描技术相比传统测量技术手段而言,在测量方式、监测点数、设备安装、人员要求、工作效率等方面都具有明显的优势。三维激光扫描技术在解决滑坡为不规则物体,需要采集大量特征点、滑坡体积庞大等滑坡监测技术难点上将发挥不可替代的作用。其次,介绍了本文试验运用的仪器HS 1200三维激光扫描仪的特点、配套后处理软件HD 3L SENE。本次实验对获取的点云数据进行了粗差剔除、点云拼接、合并点云等具体处理过程。在误差方面,分析了仪器误差(测距误差和测角误差)、外界环境条件引起的误差(与目标物体反射面相关误差和信号传播误差)、人为导致的误差(坐标拼接误差和点位误差)。最后,到实地兰州市榆中县获取了大青山滑坡体点云数据,通过数据处理后,将滑坡体布置的监测点与全站仪测量的相应数据进行了分析对比,得出误差可以达到毫米级的精度。文中还通过建立滑坡体数字高程模型(DEM),生成等高线,绘制裂缝线,同时,利用HS 1200三维激光扫描仪配套软件HD 3L SENE中计算本文试验滑坡体体积,分析计算精度。在案例应用部分,基于得到的滑坡体数字高程模型(DEM)在ArcGIS10.2中提取了滑坡体的坡度坡向分级图,并对坡度和坡向进行分析。本次试验研究成果可为其他滑坡的监测乃至预警提供借鉴和参考。
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【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P642.22

【参考文献】