三维激光扫描技术在危岩体形变监测中的应用

以危岩体的变形监测为研究对象,以三维激光扫描技术为数据获取方法,阐述了从点云数据到生成深度图像的方法、步骤、注意事项,提出用数字图像处理技术提取特征线,进而对提取的线状特征进行形变分析的方法,为危岩体的变形监测提供了新思路。     

三维激光扫描技术在危岩体变形监测中的应用

提出了一种基于三维激光扫描技术的高危岩体表面变形监测方法。该方法首先计算第一期点云数据参考点的法向量,并基于此点的法向量构建圆柱体;然后在圆柱体内计算第二期点云数据的区域重心,以此作为危岩体表面两期或多期变形比较的依据。将该方法应用于重庆武隆-南川地区鸡冠岭危岩体的变形监测与分析,获得了初步满意的结果。     

利用无人机技术的高陡边坡孤立危岩体识别

在水利水电工程建设中,快速、准确、便捷地识别高陡边坡危岩体十分重要。无人机搭载激光雷达可以快速获得大面积高密度的高陡边坡点云数据。首先利用获取的点云数据提取地面点后进行平滑去噪,通过几何特征提取边缘点云后聚类,形成待分类的对象;然后将聚类后的点云进行三维重构,生成数字高程模型(digital elevation model,DEM),通过危岩体的空间特征提取孤立危岩体;最后将该方法应用到两河口水电站枢纽区两岸边坡的孤立危岩体勘测上。结果表明,无人机搭载激光雷达可以准确、快速获取大面积高陡边坡的空间坐标数据,进而获取危岩体的空间信息;基于DEM可得到面积、倾角、最大高差等特征组合,从而快速有效地提取孤立危岩体。该方法具有比较强的适用性和可靠性,有助于高陡边坡孤立危岩体的快速识别。     

无人机点云数据的危岩体结构信息提取

针对在隐患地质灾害体信息采集过程中,大多数危岩体处于高陡边坡顶部,传统测量方式难以直接对其进行测量的难题,该文利用无人机摄影测量技术获取高精度遥感影像,基于点云数据构建三维点云模型和空间实体模型,生成研究区高分辨率栅格影像,提取危岩体空间地理信息,数字化量测危岩体结构面产状.实验表明,获取的高精度栅格影像,弥补了研究区高分辨率遥感影像的匮乏.构建的危岩体三维空间实体模型,模型内、外精度符合岩体结构面信息解译精度要求,可以多角度地观测危岩体地质灾害及其所处环境的真实场景,量测危岩体主要参数,提取危岩体空间地理信息.基于最小二乘法平面拟合算法处理三维点云模型,准确计算出结构面产状,为地质灾害防治部门提供基础数据.     

地面三维激光扫描技术在川藏铁路危岩落石勘察中的应用

危岩体结构面产状信息的获取是地质勘查中的重要内容。川藏铁路沿线山体陡峭,地质环境复杂,传统的人工测量方法受到很大限制。本文介绍了三维激光扫描技术在川藏铁路危岩体的扫描应用,阐述了三维激光扫描仪的数据获取及数据处理技术,并分析了如何利用三维激光扫描技术来获取危岩体结构面产状信息。     

ArcGIS Engine下的三维点云变形监测可视化研究

针对地面三维激光扫描仪获取的点云数据,设计了以Arc GIS Engine为二次开发组件、C#为开发语言的变形监测三维可视化程序,实现了对点云数据的数据管理、三维建模、纹理渲染、数据查询、地形分析5大功能模块。在此基础上,通过将变形前后的两期点云数据进行三维建模与可视化、区域变形量提取,验证了该程序应用于变形监测的可行性。     

基于三维激光扫描的古建筑变形监测与分析方法研究——以苏州轨道交通4号线沿线国保单位变形监测为例

三维激光扫描是一种逐渐发展并成熟起来的地面海量高精度点云快速获取技术。变形监测作为一项传统的测量工作,发展至今,需要越来越多新技术的融合,特别是对于历史古建筑的变形监测,在传统监测手段难以展开的情况下,三维激光扫描技术可以得到较好的应用。以苏州轨道交通4号线沿线国保单位变形监测项目中棂星门和沧浪亭两处石结构的三维激光扫描变形监测为研究实例,探讨了基于点云数据提取监测对象线状特征和面状特征进行变形分析的方法,并采用总体最小二乘平差方法对平差模型进行了改进,提高了变形分析的可靠性。     

三维激光扫描技术在铁路危岩体监测中的应用

铁路设计施工中,铁路沿线危岩体的情况对铁路线位的走向及施工有着重要的影响,因此,对铁路沿线危岩体的监测,是铁路勘测中相当重要的工作。但山区的危岩体的监测工作难度大,且危险性高,传统测量方法无法完成。三维激光扫描技术出现,以其高效性、高精度、远距离非接触测量等优势弥补了传统危岩体监测方法的缺点。本文探讨了如何应用三维激光扫描技术对铁路沿线的危岩体进行监测分析的方法。     

基于地面激光扫描仪的隧道断面提取研究

近年来,将三维激光扫描技术应用于地铁变形监测成为研究的热点.面对海量点云数据,如何提取隧道断面是成功运用该技术的关键.据此,本文采用三维激光扫描技术扫描隧道,获取隧道整体点云数据,并提出一种获取隧道任意位置断面变形的新方法.以某地铁监测数据为例实验分析,提取隧道断面图,实验证明了该方法的有效性.     

巫山县望霞危岩体破坏及变形趋势预测

2010年10月21日三峡库区望霞危岩体发生崩滑灾害后,危岩体极不稳定,在降雨等作用下,可能会再次失稳,特别是悬挂在陡壁上约7万m3危岩体下滑的可能性更大,威胁下方乡村道路、村民、煤码头及长江航运的安全。在对近几次发生的崩滑灾害和新裂缝的详细调查、变形历史及根据监测数据分析的基础上,对望霞危岩体形成过程、变形机理及特征进行了综合分析。研究结果表明:受控于硬软相间的地层岩性组合及危岩体裂隙发育的情况下,持续性降雨、重力卸荷及采煤掏空扰动等共同作用造成了危岩体变形失稳。目前该危岩体总体向SW方向位移,具有明显的沉陷变形特征,且呈匀速变形,变形趋势持续增大,危岩体处于不稳定状态。     

基于高斯过程回归的变形智能预测模型及应用

岩体或建构筑物的变形通常具有复杂性和非线性等特性,一般的回归模型难以精确地进行回归预测,应用高斯过程回归理论对变形监测数据呈现出的非线性特征进行时间序列分析。考虑到监测数据的不断更新和累积,以及超参数与样本集的适应性,首先研究了“递进-截尾式”超参数自动更新模式和训练样本集的选择方法;在此基础上构建了以时间作为输入项的高斯过程回归变形智能预测模型（GPR-TIPM）;将该模型应用于矿山边坡监测点非线性时间序列分析中,通过分析变形趋势,最终采用Matérn 32和平方指数协方差函数相加的方式进行核函数组合。实验结果表明,采用组合核函数的预测性能较单一核函数有所改善,该方法提高了模型的泛化能力,GPR-TIPM模型在短期内的预测效果较理想。     

K-GM（1，1）模型在岩体变形监测中的应用

传统GM （1,1）模型存在着长期预测效果差、模型精度不高等问题,卡尔曼滤波能够排除建模过程中随机干扰因素,滤波值能够反映更真实的数据情况。为了能更好地提高变形监测的预测精度,基于传统GM （1,1）模型和卡尔曼滤波,提出K‐GM （1,1）模型,利用该模型对岩体变形监测数据进行建模预测,并与传统GM （1,1）模型预测结果进行对比分析,结果表明,K‐GM （1,1）模型具有较高的预测精度,可作为变形监测的一种新方法。     

隧道变形监测基准点的稳定性分析

对隧道进行变形监测是保证其安全的重要内容,而要保证监测结果的可靠性,就要保证监测基准点的稳定性。本文则基于国内某隧道变形监测实例,结合平均间隙法与分块间隙法,通过多期基准点观测数据,提取其中不稳定点,结果表明,该方法能准确有效分析出不稳定的基准点,提高了工作效率,为今后的隧道变形监测工程实例提供一种可靠的基准点稳定分析方法。     

基于全站仪非接触自动监测巷道围岩变形及分析

论述全站仪结合计算机组成巷道围岩变形,自动量测及分析系统的原理、功能及其开发应用,提出全站仪自由设站3维坐标非接触量测、单站独立坐标测线等围岩变形量测的理论和方法,并建立相应的数学平差模型,使围岩变形非接触监测具有更好的可靠性和精度。通过对全站仪观测数据后处理软件的设计和开发,在机载软件控制下,无需进行对中、量仪高,全站仪可自动完成对目标点的监测,由计算机进行所有的数据处理、回归分析和预报,为巷道施工提供及时的信息反馈。     

基于修正气象数据的GB-SAR大气改正

大气效应会影响地基合成孔径雷达(GB-SAR)的图像采集信号,对其测量结果产生很大影响,因此GB-SAR测量结果必须剔除大气效应的影响.基于气象数据(大气压强、温度和相对湿度)的大气改正模型,分析了单个气象因子对GB-SAR变形结果的影响特点,提出了先利用稳定点对相对湿度进行分时段修正,再利用修正后的气象数据对GB-S...     

自适应变异粒子群优化灰色模型在变形分析中的应用

标准灰色模型GM(1,1)以序列第一个分量作为初始条件进行灰色微分建模,未能充分利用序列中的新信息;其背景值的构造本质上采用了数值积分中的梯形法,精度不高。针对上述缺点,提出一种基于粒子群算法的灰色预测模型,即PSOGM(1,1)模型,对初始值和背景值参数进行优化,并将模型应用于岩体变形分析中。计算结果表明,PSOGM(1,1)模型具有较高的预测精度,可作为变形分析的一种新方法。     

核电变形监测网的平差基准问题探讨

介绍了经典平差和秩亏自由网平差方法,以某核电站变形监测网为例,分析了稳定基准和不稳定基准的平差结果,探讨了核电变形监测网平差基准的选择方法。     

红外热象仪在岩石力学遥感基础实验中的应用

在岩石力学性质实验中，使用ＡＧＡ红外热象仪观测到随岩石应力的增加，岩石表面红外辐射温度升高；由岩石破裂处观测到岩石内部增温一般在２—４℃。也观测到随应力变化，岩石红外辐射温度场的变化过程，即随岩石应力增加，在弹性形变期其表面红外辐射温度呈上升趋势，在塑性形变期呈下降趋势，之后岩石破裂。这是很有重要意义的一种物理现象。热象仪的观测结果为红外遥感观测地应力变化提供了理论依据。