基于三维激光扫描技术的边坡位移监测方法

摘要

本发明的提供了一种基于三维激光扫描技术，结合三维激光扫描点云的高精度与高密度，获取边坡实体三维数据海量点云完整的采集，进而快速重构出边坡实体目标的三维模型及点、线、面、体、空间等各种监测基础数据，实现完成坡体全面化多方面的监测目的。通过充分三维激光扫描技术获取的海量点云信息，提供基于监测特征点的水平、垂直位移监测变化量、不同监测时期监测点数据库管理方法；同时基于海量点云信息，以便利方式提取监测点云一定范围内等高线、等值线及断面线等，做基于线的位移监测；生成DEM及不规则三角网模型，以栅格数据格网化，做基于形变区域的位移监测，以此多种方式，充分利用三维激光扫描技术优势，提供一种全新的边坡位移监测方法。

主权项

一种基于三维激光扫描技术的边坡位移监测方法，首先使用地面三维激光扫描系统在目标区域采集边坡点云数据，地面三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、扫描仪旋转平台、软件控制平台、电源盒其他附件设备共同构成。三维激光扫描技术的核心是激光发射器、激光反射器、激光自适应聚焦控制单元、CCD技术和光机电自动传感装置等，据此获取精密三维激光点云数据。通过在目标区域摆设固定的监测标靶作为监测特征点，以固定区域布设拼接转换控制点，为精密的三维空间点云坐标信息提供边坡监测数据基础。然后按如下步骤操作：步骤1、在边坡监测区域均匀摆设目标标靶或其他监测物，做监测特征点使用；步骤2、在适当区域架设地面三维激光扫描系统，针对边坡监测区域做整体精细扫描，获得点云数据；步骤3、点云预处理，导入扫描站大地坐标，对扫描点云做整体拼接、坐标转换，保证不同时期点云数据处于同一大地坐标系；步骤4、根据点云生成灰度图；步骤5、边坡点云噪点编辑，保留兴趣区域精密点云；步骤6、基于监测点作水平、垂直位移监测提取分析；6.1在点云生成的灰度图，做图像匹配，提取标靶中心点三维坐标，添加至监测点数据库；6.2在三维点云视图点选特征点，添加至监测点数据库。步骤7、监测点数据库不同时期相同点位水平、垂直位移曲线查看，并导出规范的监测报表；步骤8、将坡体点云编辑投影，生成精细DEM模型；步骤9、根据点云提取断面线及剖面线等，用于坡体整体线性监测分析；步骤10、根据DEM模型生成等值线；步骤11、根据坡体DEM模型，与历史时期模型比较分析，做变化区域监测分析。