三维激光扫描测绘在地质灾害治理中的应用

三维激光扫描测绘在地质灾害治理中的应用

田光彩 王连静通讯作者

山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队） 山东 250000

摘要：随着三维激光扫描技术不断发展，在立面测量、矿山滑坡监测预警、地形测量、地铁隧道施工与变形监测等测绘行业以及遗产保护、灾害防治、城市建模等诸多领域中得到广泛应用，充分发挥了非接触测量、设站灵活、测量点间隔精细、扫描速度快、精度高的特点，在实际工程中大大降低外业强度，节省了人力物力。

关键词：三维激光扫描测绘；地质灾害；治理；应用

伴随经济的发展，全球气候异常问题也时常发生，各类自然灾害频发，对人民的生命、财产安全造成极大威胁，各类灾害，除了火山喷发、风暴、地震等多发之外，滑坡、泥石流、山体崩塌等自然灾害也不断出现。做好地质灾害的防治工作，对于社会经济的发展具有重要意义。我国是一个人口大国，在全国范围内，山区总面积较大，大量人口与工程项目处在山区，地质灾害的隐患更大，对此，要积极的应用合理的技术做好地质灾害的治理工作。

1 我国地质灾害的发生情况

1.1 我国地质灾害的发生现状

地质灾害是由于自然因素、人为因素引起的，会对人民的生命与财产安全带来极大的威胁，包括地裂缝、地面塌陷、泥石流、滑坡、地面沉降、山体崩塌等。从世界范围来看，我国的地质灾害十分严重，有着灾害损失大、发生频率高、灾害种类多、连续性强、强度大和突发性强的特点。根据数据显示，我国共发生大型滑坡140处、崩塌51处、泥石流149处；较大型滑坡2 212处以上、崩塌2 984处以上、泥石流2 277处以上。近十年来，我国有近万人由于地质灾害死亡，在全国范围内，有多个市、县、区、镇遭受地质灾害的威胁，仅辽宁、云南、四川、河北、甘肃、北京6个省（市），其中小型崩滑流灾害点就达到了41万处。我国的地质灾害主要分布于云南、重庆、四川、湖南、湖北、贵州、山西、陕西、广西等省（区、市），尤其是在中西部地区，地质灾害的发生率更高。地质灾害的防治工作不仅与人民的生命财产安全密切相关，也会影响重大项目的建设质量，要切实做好地质灾害的防治，制定出科学的管理措施，将防灾责任制度落到实处。在这一背景下，做好地质灾害的防治工作，已经成为关乎人民生命财产安全、国家经济发展的大事。

1.2 地质灾害的发生诱因

1.2.1 不利的结构面

地貌条件、地质因素是导致地质灾害发生的内在决定性因素，在山体运动作用下，会出现新的褶皱、断层，形成了隆起的褶皱带，还有地区内构运动强烈，构造结构复杂，褶皱内的断层发育，导致边坡失稳、岩石破碎，再加上风化作用的影响，为地质灾害的发生提供了内在条件。

1.2.2 不利的气候环境

气候环境也是导致地质灾害发生的一个重要条件，尤其是降水，会导致多种类型的地质灾害，在连日的降雨和暴雨情况下，容易引起泥石流、山体崩塌等。在我国的南方地区，降雨量充沛，季节分布不均，这是引起地质灾害的重要诱因。

1.2.3 人类活动

人类活动对于自然环境会产生双面影响，不合理的人类活动会引发各类地质灾害。伴随各地经济的发展，人类对于自然资源的开发越来越深入，加之人口数量的增加，在人、地之间存在矛盾，如，不合理的采矿容易诱发滑坡、山体崩塌，公路的开发则容易导致地面出现塌陷，人类对森林资源的掠夺性开发导致大量山体裸露在外，这些都极大地影响着山体的稳定性，一旦遇到暴雨或者大雨天气，就可能引发地质灾害。

2三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用

2.1地质灾害中应用三维激光扫描技术的优势

2.1.1借助三维激光扫描技术扫描，工作人员能够节约工作时间

在地质灾害抢救工作中，天气变化往往较为复杂，同时不同地区的地质往往也存在一定差别，这些都会导致一些不可察觉、难以预料的因素，对地质灾害抢救工作带来不利影响。例如，发生灾害的现场，可能会连带引发其他地质灾害，如地面坍塌、滑坡、泥石流等，因此，地质灾害现场勘察的时间直接关乎着工作人员的人身安全。目前，三维激光扫描仪的测量速度约为每秒5万点，相较传统扫描仪，其速度增加了十倍。这就能够显著提升工作人员的扫描速度，为工作人员节省一定的工作时间，进而帮助工作人员更快地撤退，保证工作人员的人身安全。

2.1.2借助三维激光扫描技术扫描，工作人员能够完成站位不受限制的全景测量

在勘察一些结构较为复杂的山体、隧道时，传统的测量仪器，往往会对工作人员的站位起到一定的限制作用。在工作过程中，工作人员需要时刻考虑自身的站位以及测量仪器的位置、距离问题，十分不便。而在三维激光扫描仪的应用下，工作人员可在同一地点，获取到大量的全景数据内容，将仪器放置于一个位置，就可以完成对事物的不同角度的全景测量，这有助于提升工作人员扫描所得数据的质量。

2.1.3借助三维激光扫描技术扫描，工作人员对数据处理的难度更低

三维激光扫描仪测量出来的数据准确性更高，同时，扫描仪获取的点云数据，分布十分均匀，清晰直观，能够为工作人员的数据处理提供很大便利，降低工作人员处理、分析数据的难度。

2.2对地质灾害数据的处理

三维激光扫描仪本身带有GPS系统，能够让扫描采集的数据，呈现出大致的地理坐标，以及反北反向角，可借助地理坐标与反北反向角，及时纠正所测量的数据，提升测量数据的精确性。

多站点调整则需要借助RISCANPRO软件，可运用这一软件拼接两个或多个图片，进而完成对图片与数据的拟合，让图片呈现出良好的平差效果。

植被过滤采用的是具有全波形数字处理技术的设备，此种技术能够保证光线顺利穿透植被，进而得到大量、准确的地面数据，结合配套软件的功能，提升内页作业的方便性、快捷性。同时，这一技术所绘制的图像也具有鲜明的清晰性。在之后所生成的三角网与等高线，则可以让图像更为逼真。

成果提交是指对扫描得到的点云数据展开去噪处理，去除噪点后的点云数据，能够形成数字高程模型，得到DEM成果，这能够进一步扩展三维激光扫描技术在地质灾害中的应用效果。

成果应用主要是对扫描仪所生成的图像展开分析，进而得出该地发生地质灾害的可能性，并从地质条件等方面，全面分析灾害发生的具体原因，预测得出灾害未来的发展走向。

3结语

在地质灾害治理中应用三维激光扫描技术，有助于为工作人员带来及时、准确的高质量数据，节省工作人员的测量时间，同时为后续的数据分析工作提供一定方便。工作人员可借助这一技术完成对地质灾害地形的测绘，得到真实可靠的地质灾害地形数据，进而在综合分析的基础上，为地质灾害预防与治理指明方向，提升地质灾害治理工作的效率与质量，维护我国人民的人身安全与财产安全。

参考文献：

[1]唐汝煊.关于三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用[J].信息系统工程,2020(07):67-68.

[2]薛成永.三维激光扫描技术在地质测绘中的应用[J].工程技术研究,2020,5(13):117-118.

[3]胡磊,彭劲松,叶波,陈海佳.三维激光扫描技术在地质灾害应急测绘中的应用[J].测绘通报,2017(09):154-155.

[4]舒飞,蒋小勇,韩天培.三维激光扫描技术在地质灾害体测绘生产中的应用[J].中国地质灾害与防治学报,2015,26(01):77-81.