本發(fā)明屬于崩滑地質(zhì)災(zāi)害檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維激光掃描儀監(jiān)測崩滑災(zāi)害的標(biāo)靶布設(shè)方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)的gnss或自動化全站儀等監(jiān)測方式迫于崩滑體形變破壞或特危區(qū)布點困難無法全面實施，難以反映崩滑體整體化的形變趨勢，且不完全的單點布設(shè)判斷容易造成對實際變形評判不準確或錯誤。

三維激光掃描儀可主動發(fā)射激光非接觸式地快速獲取目標(biāo)體表面高密度的三維點云數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域或行業(yè)，但不同行業(yè)的應(yīng)用方向異樣而對需求的數(shù)據(jù)類型及精度要求有所不同，由此產(chǎn)生掃描儀在點云數(shù)據(jù)獲取過程中涉及到掃描測站間標(biāo)靶布設(shè)差異化，尤其對于已發(fā)生或正在發(fā)生動態(tài)變化的地質(zhì)災(zāi)害體，因基準精度高及獲得的災(zāi)害體表面的監(jiān)測點云針對性強、靈敏度高。

三維激光掃描儀在地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測作業(yè)過程中有一個重要的步驟就是標(biāo)靶布設(shè)，標(biāo)靶布設(shè)的主要目的是起到點云數(shù)據(jù)有效配準的作用，實現(xiàn)測站間點云數(shù)據(jù)的整體銜接和坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一，特別對于無對中定平裝置的掃描儀的標(biāo)靶布設(shè)尤為關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)掃描儀點云需要拼合與轉(zhuǎn)換及崩滑災(zāi)害體動態(tài)變化未知的特點，實現(xiàn)崩滑災(zāi)害的有效監(jiān)測和精度可靠，達到對崩滑災(zāi)害形變變化量及形變趨勢的整體評價。

為此，本發(fā)明提供了一種三維激光掃描儀監(jiān)測崩滑災(zāi)害的標(biāo)靶布設(shè)方法，包括以下步驟：

步驟1)崩滑范圍確定：搜集崩滑區(qū)域已有地形圖，確定崩滑災(zāi)害邊界；

步驟2）標(biāo)靶效能分類：將標(biāo)靶按效能分為基準標(biāo)靶和監(jiān)測標(biāo)靶，其中，所述基準標(biāo)靶固定安置在崩滑體周邊非變形區(qū)域內(nèi)，為用于三維激光掃描儀掃描定向和三維激光掃描儀掃描測站之間數(shù)據(jù)拼接的定位和參考標(biāo)志，所述監(jiān)測標(biāo)靶為安置在崩滑體上用于監(jiān)測地表變形的標(biāo)志；

步驟3）標(biāo)靶布設(shè)：在三維激光掃描儀掃描測站周圍按全圓均分角度布設(shè)基準標(biāo)靶，且基準標(biāo)靶不少于四個，監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)，每條剖面上監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)不少于三個，根據(jù)崩滑體的主滑方向和滑動范圍確定監(jiān)測標(biāo)靶的布設(shè)形狀，根據(jù)崩滑作用力方向確定監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)位置和分布形式。

當(dāng)崩滑體的主滑方向和滑動范圍明確時，監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)成十字形或方格形，當(dāng)滑動方向和滑動范圍不明確時，監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)置成扇形。

所述崩滑體包括滑坡體和崩塌體。

當(dāng)崩滑作用力方向為推移式滑坡、墜落式或傾倒式崩塌的，將監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)在崩滑體上部，當(dāng)崩滑作用力方向為牽引式滑坡、滑塌式崩塌時，將監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)在崩滑體下部。

當(dāng)崩滑作用力有兩個以上方向時，所述監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)的布設(shè)剖面至少包括橫向剖面和縱向剖面，所述橫向剖面和縱向剖面垂直，監(jiān)測標(biāo)靶由中部向上下方向?qū)ΨQ布設(shè)。

當(dāng)監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)的縱向剖面與崩滑作用力方向一致時，監(jiān)測標(biāo)靶的分布形式由中部向兩側(cè)對稱布設(shè)。

在滑坡體的鼓張裂隙帶、拉張裂隙帶、剪切裂隙帶，以及崩塌體頂部的拉張裂隙帶、最大拉張部位、兩端延展部位加密布設(shè)監(jiān)測標(biāo)靶。

對于布置兩個以上掃描測站的大區(qū)域崩滑體，每間隔300-500m布設(shè)一個基準標(biāo)靶。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的這種三維激光掃描儀監(jiān)測崩滑災(zāi)害的標(biāo)靶布設(shè)方法，可周期性重復(fù)觀測，采用三維激光掃描技術(shù)將單點與海量點云結(jié)合實現(xiàn)多元化，互為補充?；鶞蕵?biāo)靶的合理布設(shè)可保證掃描監(jiān)測基準的統(tǒng)一和精度的可靠；獲得的監(jiān)測標(biāo)靶單點成果與點云數(shù)據(jù)結(jié)合使得評判崩滑災(zāi)害形變趨勢互為補充，確保監(jiān)測成果的連續(xù)性，起到有效監(jiān)測的作用。

下面將做進一步詳細說明。

具體實施方式

實施例1：

本實施例提供了一種三維激光掃描儀監(jiān)測崩滑災(zāi)害的標(biāo)靶布設(shè)方法，包括以下步驟：

步驟1)崩滑范圍確定：搜集崩滑區(qū)域已有地形圖，確定崩滑災(zāi)害邊界；

步驟2）標(biāo)靶效能分類：將標(biāo)靶按效能分為基準標(biāo)靶和監(jiān)測標(biāo)靶，其中，所述基準標(biāo)靶固定安置在崩滑體周邊非變形區(qū)域內(nèi)，為用于三維激光掃描儀掃描定向和三維激光掃描儀掃描測站之間數(shù)據(jù)拼接的定位和參考標(biāo)志，所述監(jiān)測標(biāo)靶為安置在崩滑體上用于監(jiān)測地表變形的標(biāo)志；

步驟3）標(biāo)靶布設(shè)：在三維激光掃描儀掃描測站周圍按全圓均分角度布設(shè)基準標(biāo)靶，且基準標(biāo)靶不少于四個，監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)，每條剖面上監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)不少于三個，根據(jù)崩滑體的主滑方向和滑動范圍確定監(jiān)測標(biāo)靶的布設(shè)形狀，根據(jù)崩滑作用力方向確定監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)位置和分布形式。

標(biāo)靶應(yīng)布設(shè)在視野開闊、易于尋找、視線良好處，且固定安置，并采取安全防護措施；標(biāo)靶應(yīng)設(shè)在掃描測站掃描識別距離內(nèi)，不宜布設(shè)過遠，距離過遠容易產(chǎn)生激光反射強度衰減或無法到達標(biāo)靶，使反射信號變?nèi)踝R別較差或無法識別。

三維激光掃描儀掃描測站（以下簡稱掃描測站）是用于架設(shè)地面三維激光掃描儀的監(jiān)測墩。掃描測站依據(jù)地貌地形類型、掃描距離、角度等環(huán)境條件合理確定，設(shè)置在崩塌體可能失穩(wěn)的影響區(qū)外圍，并應(yīng)布置在視野開闊、安全的高處，布設(shè)數(shù)量應(yīng)滿足水平掃描角度和垂直掃描角度的范圍要求。利用點云數(shù)據(jù)進行匹配拼接時，數(shù)據(jù)獲取要保證相鄰掃描測站掃描的目標(biāo)體重疊度應(yīng)不低于30％，困難地區(qū)重疊度應(yīng)不低于10％；重疊部位宜選擇光滑、規(guī)則的、裸露條件較好的部位；不宜設(shè)置過多站點進行數(shù)據(jù)拼接。崩滑體表面形態(tài)復(fù)雜、通視條件困難或掃描路線有拐角時，應(yīng)增加掃描測站。對于“三角狀孤立型”地貌地形類型，應(yīng)不少于4個掃描測站；對于“凸型”地貌地形類型，應(yīng)不少于2個掃描測站；對于“凹凸相間型”地貌地形類型，應(yīng)不少于3個掃描測站。

本發(fā)明采用三維激光掃描技術(shù)將單點與海量點云結(jié)合實現(xiàn)多元化，互為補充。根據(jù)掃描儀點云處理和監(jiān)測特點，將標(biāo)靶按效能分類，即基準標(biāo)靶和監(jiān)測標(biāo)靶，監(jiān)測標(biāo)靶主要能反映崩滑體的主要變形方位、變形量、變形速率、變形發(fā)展趨勢；基準標(biāo)靶設(shè)在崩滑范圍外圍穩(wěn)固的非變形安全區(qū)域，包圍整個崩滑區(qū)域，嚴禁布設(shè)成一條斷面狀，不宜偏向掃描測站的一側(cè)，宜分布在測站四周標(biāo)靶應(yīng)布設(shè)在視野開闊、易于尋找、視線良好處，且固定安置，并采取安全防護措施。

實施例2：

在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種三維激光掃描儀監(jiān)測崩滑災(zāi)害的標(biāo)靶布設(shè)方法，所述崩滑體的主滑方向和滑動范圍明確的，監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)成十字形或方格形，滑動方向和滑動范圍不明確時，監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)置成扇形。其中，所述崩滑體包括滑坡體和崩塌體。

當(dāng)崩滑作用力方向為推移式滑坡、墜落式或傾倒式崩塌的，將監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)在崩滑體上部，當(dāng)崩滑作用力方向為牽引式滑坡、滑塌式崩塌時，將監(jiān)測標(biāo)靶布設(shè)在崩滑體下部。

當(dāng)崩滑作用力有兩個以上方向時，所述監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)的布設(shè)剖面至少包括橫向剖面和縱向剖面，所述橫向剖面和縱向剖面垂直，監(jiān)測標(biāo)靶由中部向上下方向?qū)ΨQ布設(shè)。

當(dāng)監(jiān)測標(biāo)靶按剖面法布設(shè)的縱向剖面與崩滑作用力方向一致時，監(jiān)測標(biāo)靶的分布形式由中部向兩側(cè)對稱布設(shè)。

在滑坡體的鼓張裂隙帶、拉張裂隙帶、剪切裂隙帶，以及崩塌體頂部的拉張裂隙帶、最大拉張部位、兩端延展部位加密布設(shè)監(jiān)測標(biāo)靶。

對于布置兩個以上掃描測站的大區(qū)域崩滑體，每間隔300-500m布設(shè)一個基準標(biāo)靶。

本發(fā)明通過基準標(biāo)靶的有效布設(shè)實現(xiàn)崩滑災(zāi)害監(jiān)測精度可靠；通過監(jiān)測標(biāo)靶單點布設(shè)，形成與海量點云數(shù)據(jù)的互為補充，達到準確全面反映崩滑災(zāi)害形變變化量及形變趨勢的目的。

本實施例沒有詳細敘述的方法屬本行業(yè)的公知常識或常用手段，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。