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中国地质学会工程地质专业委员会 国际工程地质与环境协会(IAEG)中国委员会

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地面激光扫描技术(TLS)在岩石边坡失稳探测中的应用

来源:中国工程地质专业委员会   浏览次数:3163   发布时间: 2014-01-13

地面激光扫描技术(TLS)在岩石边坡失稳探测中的应用
 

       三维激光扫描仪是一项新的遥感探测技术,它可以快速高效地获取测量目标的三维影像数据,使得测绘技术人员突破传统测量数据处理方法,进入到新的数据挖掘和开发的研究中。作为一种新的测量手段,三维激光扫描仪有如下优点:

      (1)速度快,密度高,精度高,特别适合大面积或者表面复杂的物体测量及其物体局部细节测量。
      (2)不需要接触物体,昏暗和夜间都不影响外业测量。
      (3)快速和准确地获取表面、体积、断面、截面、等值线等。
      (4)方便将3D 模型转换到CAD 系统中,直接供工程设计。

        尽管利用地面激光扫描技术研究岩质边坡稳定性的文章在最近5-10年成为焦点,但是取得的关键性研究进展却很少。目前高精度的3维地形信息、高速数据采集以及高效的数据后处理流程能够帮助我们更好的从时间和空间的尺度量化岩质边坡失稳的关键参数,这一空间尺度范围可以从立方分米到数百万立方米,而时间尺度范围可以从几小时到几年。该技术对岩质边坡变形监测及特征描述从范围、精度、分辨率及三维功能等方面都行之有效。利用TLS调查岩质边坡稳定性包括几个关键技术:1、远程获得边坡不连续面的方向的能力,这包含岩体力学的一个巨大的进步;2、不仅在广泛的区域对岩崩速率进行准确的量化,同时能够建立最精确的岩质边坡变形的时空模型。该传感器能够获得三维坐标系内的一系列点云,利用这些原始数据可以计算出指定边坡的三维几何特征,同时,对不同的块体破坏现象如滚石崩塌、倾倒、滑坡以及岩崩等可以进行高精度的定量分析。利用TLS研究岩质边坡失稳也面临一些列新的挑战,包括考虑岩石表面的分形特性以及对岩体前兆变形的探测,前兆变形能够帮助我们预测未来岩体的破坏。同时,对点云过滤、分割、特征提取、变形追踪等的新算法的发展将有助于对岩质边坡变形及演化过程的研究。新型三维遥感探测设备的应用,其他相关学科的发展如将机器人和三维计算机电视应用于岩质边坡失稳研究都会为这一领域的研究带来新的体验。
 


 

(源自:徐进军 武汉大学)