基于三维激光扫描技术的滑坡表面形变特征分析

摘要

我国的滑坡灾害具有分布广泛，发生频率大，危害严重等特点，其中西南、西北和中南地区灾情较重，不仅给人们的生命财产造成了严重损害，而且在一定程度上也影响了当地的生产、生活和经济发展。三维激光扫描技术是一门新兴的测绘技术，基本思想是以离散采样点为基元的几何模型,表达复杂表面的细节信息。
　　在分析滑坡表面整体形变规律时，需要对点云生成的各种图件和数据进行定量分析。本文利用 GIS技术的空间分析功能，对滑坡的坡度、坡向、地形剖面线、地形等高线等方面进行变形分析。其中利用 ArcGIS处理的不规则三角网TIN地表数据和栅格数据，判断出滑坡表面的指定区域是否发生侵蚀或沉积现象；利用 ArcGIS对栅格表面和 TIN表面两类模型进行坡度、坡向分析；利用 PolyWorks基于三角面生成等高线，将两期数据中提取出来的等高线数据进行叠加分析；选取基于三角面生成断面线，表明该滑坡表面地形起伏变化较大。
　　为解决直接利用点云数据做滑坡表面的形变特征分析精度较差的问题，本文提出基于色谱分析原理对点云(模型)进行差分对比，并在 Arcgis中绘制成柱状图进行滑坡整体变形的定量对比。从获得的两期点云的偏差距离估计分布图中，不仅能够全面直观的定性分析滑坡的总体变形情形，而且可以准确定量分析的滑坡变形情况。对感兴趣的某个位置依据该位置偏差对应的颜色，进行准确定量分析滑坡变形。对探索三维激光扫描技术在滑坡监测领域的应用方法及理论,将具有重要的意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和技术路线

本章小结

2 地面型三维激光扫描技术与误差分析

2.1 三维激光扫描技术的工作原理

2.2 三维激光扫描技术的工作流程

2.3 地面型三维激光扫描系统的误差分析

本章小结

3 滑坡三维激光扫描数据处理

3.1 滑坡三维激光扫描试验

3.2 点云数据处理

本章小结

4 基于三维激光扫描技术的滑坡单点形变特征分析

4.1滑坡点云数据模拟

4.2 特征点变形分析与误差评价

本章小结

5 基于三维激光扫描技术的滑坡整体形变特征分析

5.1 提取变形量

5.2基于GIS的滑坡整体变形分析

5.3基于色谱分析原理的滑坡整体形变分析新方法

本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果