山體滑坡監(jiān)測系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)三維激光掃描儀

三維掃描技術(shù)是通過激光或結(jié)構(gòu)光進行三維重建。三維掃描技術(shù)也是一種將測量從傳統(tǒng)的單點測量提升到面測量的革命性技術(shù)。三維掃描技術(shù)根據(jù)載體不同包括了機載、地面和手持等幾類。通過前文研究，可得出如下結(jié)論：采用地面式三維激光掃描技術(shù)可以迅速獲取滑坡體形變數(shù)據(jù)，并進行三維分析。將掃描的三維模型與地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進行疊加，可以形成地表及地下的空間一體數(shù)據(jù)，為滑坡災(zāi)害的治理提供了科學(xué)有效的數(shù)據(jù)。山體滑坡監(jiān)測系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)三維激光掃描儀 深圳。

滑坡體數(shù)據(jù)監(jiān)測采集

滑坡位于北京市豐臺區(qū)王佐鎮(zhèn)西莊店村后甫營路東北側(cè)，坐標為 N：39°50′58.9″，E：116°5′15.1″?；戮嚯x景區(qū)售票處僅 500m，距離后甫營村僅 280m。
滑坡體上方為山坡林地，下方為千靈山風(fēng)景區(qū)的停車場（目前未使用）。滑坡距離王佐鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府約 7.5km，有后甫營路、沙羊路、大灰廠路等通往鎮(zhèn)中心及市區(qū)，距離西六環(huán)約 2.6km。

在滑坡體對面山體建立控制點

選擇穩(wěn)定基巖，選用不銹鋼材料進行混凝土澆筑。

利用 TOPCON GLS-2000三維激光掃描儀對滑坡體進行數(shù)據(jù)采集

將掃描儀架設(shè)在控制點上，利用 TOPCONGLS-2000三維激光掃描儀后視定向功能進行坐標系統(tǒng)確立。

設(shè)置掃描密度及掃描范圍進行點云數(shù)據(jù)獲取。

滑坡體特征

表面特征

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡主滑方向約 176°，后緣裂縫上部穩(wěn)定基巖出露，產(chǎn)狀為 177°∠14°，總體平面形態(tài)呈“圈椅狀”，下陡中緩上陡，滑坡體坡度約為 20°-30°，主滑方向與巖層傾向基本*，屬于順層滑坡。

滑坡西側(cè)山體出露基巖產(chǎn)狀 164°∠37°，東側(cè)山體出露基巖產(chǎn)狀 125°∠21°，滑坡體東側(cè)緊鄰一條沖溝，沖溝底部頁巖出露，基巖產(chǎn)狀 226°∠65°。

滑坡后緣出現(xiàn)拉張裂縫，總長約 110m，總體走向約 45°，后緣大裂縫深度約 2.3m，大裂縫寬度約 
50cm，發(fā)育有近東西向節(jié)理裂隙 5條，近南北向垂直節(jié)理 3條
1)，出現(xiàn)滑坡壁，滑坡壁坡度約 70°，后緣裂縫上部出現(xiàn)較少與滑動壁平行裂縫，后緣裂縫有向上發(fā)展趨勢。

從掃描數(shù)據(jù)到BIM模型
利用硬件和軟件，設(shè)計師能夠以低成本的方式將現(xiàn)實世界信息轉(zhuǎn)化成BIM模型。建筑師和建筑工程人員可受益于直觀的工作流程，精確的將地面、墻、管道、房頂或樓梯等BIM要素直接提取至Autodesk® Revit®。

1滑坡后緣兩組節(jié)理裂隙垂直相交

滑坡體中部距后緣約 47m及 57m處出現(xiàn)兩條較大裂縫，大寬度約 25cm，總長約55m，上部裂縫總體走向約為 30°，下部裂縫呈圓弧狀展布，沿此兩條裂縫出現(xiàn)數(shù)十條發(fā)散狀裂縫，與其呈相交關(guān)系，并且滑坡體
上大量片石樹坑出現(xiàn)拉裂。

山體滑坡監(jiān)測系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)三維激光掃描儀

滑坡前緣形成鼓丘，出現(xiàn)剪出口，剪出口上部形成多條放射狀及羽狀裂縫，大寬度約 20cm，鼓丘下方，出現(xiàn) 4條溢出水流。

結(jié)構(gòu)特征

通過野外調(diào)查天然出露的地層及搜集相關(guān)資料，認為該滑坡類型屬于巖質(zhì)滑坡。地層主要為第四系松散堆積層及石炭系地層，其中第四系主要為殘坡積物，成分為碎石土，石炭系地層巖性主要為泥巖、頁巖、
千枚巖等。

根據(jù)巖性及結(jié)構(gòu)特點，滑坡物質(zhì)組成自上而下可分為兩層：

（1）碎石土

分布于滑坡體中下部，主要為殘坡積物，碎石土結(jié)構(gòu)松散，透水性較好，沿著斜坡方向自上而下厚度逐漸增加，厚度較大。

（2）頁巖

滑坡體表層頁巖風(fēng)化嚴重，為中風(fēng)化～強風(fēng)化，呈層狀，主要為灰黑色或表層呈暗紅色，層面之間結(jié)合力較低，巖層產(chǎn)狀較緩，基巖產(chǎn)狀 177°∠14°，層理發(fā)育，韻律細微，巖石構(gòu)造節(jié)理、劈理發(fā)育，易破裂，沿層面剝離嚴重?；潞缶壈l(fā)育有近東西向節(jié)理裂隙 5條，近南北向垂直節(jié)理 
3條，后緣TOPCON三維激光掃描儀于 7月 25日及 8月出現(xiàn)滑坡壁，多為陡傾角?；卤谄露燃s1日，對滑坡體開展了 2期三維激光掃描測70°。量，通過 2期數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn) 
7天內(nèi)滑坡體存在明顯位移形變，大形變約 600mm

5、點云數(shù)據(jù)生成
 滑坡體點云數(shù)據(jù) 
Fig2 Point cloud data of landslide

利用 I-SITE Studio軟件進行點云數(shù)據(jù)建模生成 DEM。將滑坡的法線定位為垂直于斜坡，在此法線基礎(chǔ)上生成模型
此做法避免了模型的三角面片與重力方向*導(dǎo)致的不連續(xù)模型的出現(xiàn)。

6、掃描數(shù)據(jù)與地質(zhì)數(shù)據(jù)疊加分析

因為 TOPCON GLS-2000三維激光掃描儀在對滑坡體掃描時架設(shè)在已知控制點上，保證了強制對中；同時掃描儀具有后視定向功能，所以保證了每期數(shù)據(jù)無需進行點云數(shù)據(jù)拼接而在同一坐標系統(tǒng)中。

虛擬量測

在點云數(shù)據(jù)或者 DEM中量測滑坡體的長度、寬度、面積等。并進行滑坡體體積估算

滑坡體寬度解譯圖 Fig3 Interpretation map of landslide Width

6.2數(shù)據(jù)對比

通過人工簡易監(jiān)測，6日內(nèi)滑坡后緣部分裂縫變形量為 28mm和 66mm。同時運用滑坡形變對比分析監(jiān)測圖 
Fig4 Comparative analysis of landslide deformation monitoring figure

滑坡體等高線提取

通過分析點云數(shù)據(jù)，對滑坡體等高線進行解譯提?。?/p>

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DEM與地質(zhì)數(shù)據(jù)模型分析
因滑坡東南約1.5km處為控制北京地區(qū)西部隆起與東部斷陷沉積這兩個二級構(gòu)造單元的八寶山-高麗營斷裂帶。該斷裂帶由南大寨-八寶山斷裂和黃莊-高麗營斷裂兩條相伴而平行的主要斷裂組成，在滑坡區(qū)附
近呈北東-南西走向，傾向SE，傾角較大。所以在三維模型中考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)背景，有利于在分析斜坡走向與變形。

通過疊加的地質(zhì)背景資料與DEM，可提取滑坡體體積。方法為沿橫向（地平方向）依據(jù)DEM進行范圍確定；縱向（地心方向）沿推測滑動面走向，高于滑動面的體積為滑坡體滑動預(yù)估值

滑坡體 DEM模型體積解譯圖

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