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管理及其他
M anagement and other
杨长金
（贵州有地质工程勘察公司，贵州 贵阳 550005）
摘 要：
我国是地质灾害高发国家之一，地质灾害发生频繁而且种类多，危害大，严重影响经济社会可持续发展，而且在当前地质灾害勘查研究过程当中，运用的GIS 空间分析手段来评估和预报地质灾害都是二维的。为了进一步提高地质灾害勘查效率和质量，本文主要以三维建模技术进行地质灾害勘查研究，探讨分析地质灾害专项勘查工作红三维建模技术应用，与实践流程相结合，总结三维建模技术在地质灾害勘查中的作业经验与质检方法，并分析探讨三维建模技术在地质灾害勘查工作中遇到的一些作业难题，在此基础上提出有效的应对措施，更好的指导地质灾害勘查工作中三维建模技术的应用，提高三维建模技术应用效率与质量。 关键词：
三维建模；地质灾害；三维激光扫描测量中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号： 11-5004（2020）18-0153-2 收稿日期：
2020-09作者简介：
杨长金，生于1973年，侗族，贵州天柱人，本科，测绘高级工程师，研究方向：测绘技术管理。
地质灾害频繁发生对人类的生产、生活以及生命安全有着极
大的威胁，不仅引发巨大的经济损失，而且还会造成大量人员伤亡，严重阻碍经济社会持续稳步发展。尤其是滑坡、泥石流灾害近年来呈现不断上升趋势，造成的破坏性越来越大，在造成严重经济损失的同时，还严重的威胁到人类的生存环境。为了有效防治这些地质灾害，控制地质灾害造成的不利影响，加强地质灾害监测越发凸显出其重要性。现如今，科学技术高速发展，现代测绘手段也获得了巨大提升，在地质灾害监测过程中引用现代化监测手段，能够对地质灾害发生区域随时的开展监测工作，了解和掌握地质灾害发生区域地质灾害发生情况与变化规律，并提供真实全面的监测数据，针对性的对地质灾害做出准确预警，以便采取有效措施进行应对，控制和减少地质灾害给人民众带来的经济损失与人员伤亡。基于此，下文主要结合实践，对三维建模技术在地质灾害勘查中的应用进行分 析探讨，总结作业流程与相关问题的处理技巧，希望能为有关人士提供一些借鉴与参考[1]。
1 关于三维建模技术的相关概述
借助正确的模型来，来对事物进行描述并对其各种属性进行展现，是目前对事物自身发展于运行规律进行探索研究的重要方法和手段。不仅是在科学领域还是在应用领域，针对性地进行三维建模研究，都是一个逐渐兴起的新兴领域，针对现实世界进行模拟建模，则是依照不同研究重点和目标，基于数字空间，来再现事物形状以及材质和运动属性等。伴随现代数字化仪器与设备的快速发展与普及应用三维建模技术也获得了很大发展，逐步改变了发展初级阶段费时费力手动几何建模的不足，发展到基于计算机技术，三维扫描仪以及绘制（IBMR）和基于图像建模等各种方法内在关联的三维建模技术手段。建模对象也发生了很大改变，打破了过去简单的几何体建模，逐渐发展至人脸，肢体以及发丝等建模，还可以进行流体模拟，目前在各个领域当中，三维建模技术应用越来越普遍，尤其是在地质灾害勘查工作当中，三维建模技术具有的优势与作用更加凸显。基于此，下文结合实践，主要探讨分析地质灾害勘查当中三维建模技术的应用。
２ 三维信息获取
在获取模型数据过程中，要对模型物体外观数据进行获，掌握其长度以及深度等各种信息数据，依照研究领域的不同以及
不同需求，获取的方法和类型也存在非常大的不同，所以运用的
设备也存在很大不同，数据建模过程更有差异性。如针对海底地形开展三维建模，难以通过常规手段来对地形数据进行获取，应当利用卫星海洋地形和声纳等手段对相关信息进行获取，有研究者认为，水下地形三维数据获取过程当中，生那照相机系统，可以对水下地形以及环境模型实时的获取。
测量被测物体外观尺寸，从整体层面来看有接触和非接触测量的区别。对于接触式测量而言，主要涉及运用卷尺这种传统手段开展测量工作，同时也可运用测量机（ＣＭＭ）进行测量，其测量精度很高，能够达到20微米的水平，在机械工程领域当中这种测量方法也是应用最为普遍的方法之一。但是接触式测量效率非常低，而且存在很大的误差。ＣＭＭ测量机虽然有着较高的测量精度，然而这一系统却属于非移动系统，在一个平台上
固定安装，因此在被测物体上有着很大的限制性[2]
。
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随着现代计算机图形技术以及声学、视觉光学技术的普及应用，相关设备也获得了很大的发展，非接触测量技术也有了巨大提升，使模型获取手段更加丰富。如三维激光扫描技术就是一种重要的非接触测量方法，同时还有全站仪其精度都非常的高，另外还有近景摄影测量系统达到1:10万的精度，另外还有结构光系统。
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3 控制测量
在此次项目当中，控制测量是最基础的工作，前期阶段应当对测区信息资料展开全面的分析和研究，有和掌握分布的控制点测区覆盖的水准点和国家等级高程点，通过实地踏勘，了解和掌握其是否可用，复核坐标系统测量的成果，保证正确性的测量起算数据，基于控制点前提下，并依照规范要求对图根点合理布，以确保后期阶段更好地监测地形变化与测图需要。（1）平面、高程控制测量。依照项目实际，对测区周围c 级GPS 控制点进行外业收集，对整个测区位置覆盖，仅仅需要对图根级控制进行布设，运用获取的控制点，借助中海达RTK 对相关数据进行采集，并被有关参数求解，依照需求对图跟控制点合理布设。
同时进行高程控制及平面控制等测量工作，将获取的控制点正常高数据以及通过实际测量获取的大地高同名点数据，运用GPS 进行高层拟合，来有效处理高程数据。（2）图根控制测量。基于控制测量前提下布设图根测量，采用GPS—RTK 测量图根点密度，每幅设置1~2个控制点，运用埋石以及钢钉作为临时性的标志，并进行T01、T02标号，具体的技术要求参见表1。
4 三维激光扫描测量
三维激光扫描技术作为一种先进的测量技术手段，又有实
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景复制技术之称，该项技术是GPS技术之后测绘领域新的技术革命，该项技术打破了单点测量的方法，具有非常高的应用效率，而且具有非常高的精度，测量过程当中不必于物体接触，利用此项技术可以对物体表面三维点云数据开展扫描测量，所以通过此项技术可以获得具有较高分辨率，且精度较高的数字地形模型。在地质环境勘查过程当中以及治理地质环境过程当中，三维激光扫描技术有着非常普遍的应用，此项技术的应用不仅使相关工程效率得到大幅提升，而且还能精准的测量崩塌危岩体，使项目运行过程当中成本投入以及人员投入大幅降低，极大地增强了项目利润[3]。
4.1 外业数据采集
地形测量过程中，应当将测区的地貌地形充分反映，通过测绘技术应用，如航空摄影测量技术，主要应用于测区为山地的地形类别进行测量。外业实测通常运用于地势平坦测区面积较小的测量。伴随测绘技术的高速发展，特别是平板电子测绘系统快速推进，小区域测绘工作开展过程中，能够进行内外一体化作业，有问题出现时，采取有效措施及时改正，使作业效率大幅提升，这是今后地形测量重要的发展趋势。此次采集外业数据过程当中，主要运用GPS-RTK与三维激光扫描技术充分结合，来采集野外数据，地形地貌特征线通过外业精确地进行采集，并记录好草图，更好的进行内业编辑。运用RI EGL VZ-1000型三维激光扫描仪开展扫描工作，这种设备主要运用实时全波形数字处理技以及回波技术，每秒钟纤细激光束发射多达300000点，角分辨率非常的高，约有1400m有效测程。坐标经三维激光扫描仪进行扫描的，应当在实际坐标体系当中进行归算，主要运用的方法包括，标靶拟合法以及后
视定向法。
此工程测量过程当中，根据需要对两种方法合理选择。如第一种方法，运用三维激光扫描仪测量过程当中，坐标应当选择全站仪和标靶坐标测量相配合，具体操作过程为：
（1）将三维扫描仪器任选一处进行架设，同时对三个以上标靶进行布设，为了确保其精度，相距5m的三维扫描仪器设置标把位置。
（2）标靶坐标运用GPS RTK开展测量，并发挥三维扫描仪，对地形点坐标进行扫描，并精确扫描标靶坐标，使其精确坐标，准确获取。并通过标靶拟合手段，在坐标系中转换三维激光扫描仪器的扫描坐标，通过专业软件去除点云数据当中各种多余点云，经相应处理之后，制作点云数据图。数据将三维激光扫描仪进行获取时，要确保测站测量范围共用部分充足性，确保转换之后的坐标能够检核测量数据质量，保证数据正确性。
4.2 内业数据处理
4.2.1 三维激光扫描数据处理
后期数据处理过程当中运用三维激光扫描仪RIGEL专业数据处理软件RiScan PRO来处理相关数据，此次共进行730站扫描仪测量架设，424个扫描反射片，拼接数据精度过程中，主要运用256个，误差
误差满足设计要求。
（1）在软件当中导入RTK获取的靶片坐标，通过标靶拟合手段，转换三维激光扫描仪坐标，使其成为工程坐标系。
（2）点云数据当中多余点云通过专业软件进行去除，并经过相应处理，能够有效地处理点云数据进行建模。
（3）将数据导入AutoCAD Civil 3D软件，并构建曲面模型，运用PENZ(逗号分隔)软件格式自动进行模型生成，并进行相应处理，完成处理之后对于高程点以及等高线进行提取。
4.2.2地形图编辑处理
按照图示要求，合理的取舍地貌、地物不同要素表示方法，保证成果的通用性，一致性以及精准性，处理编辑图形过程中，运用南方大比例尺地形图编辑软件开展编辑之后进行成图。
5数据质量控制
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控制成图质量，认真遵循一级验收，二级检查制度，项目部门对检查工作负责，作业组开展自检以及互检，同时加强院级检查，达到100%的详查比例，质检科对最终检查负责，各项检查工作的开展都
有专职人员来完成，保证检查质量，认真做好验收工作，依照GB／T 24356—2009《测绘成果质量检查与验收》规定检查验收相关内容。
6作业中应注意的事项
在实际作业过程当中，应当充分重视以下几点：
（1）外业GPS在应用过程当中，应当和水面强电磁辐射区域相远离，对GPS接收机实际接收状况实时的进行观察，以免由于人为因素造成不利影响。
（2）在对中偏差GPS—RTK基准站应当控制在3mm以下，解算参数过程中，检查高程残差与最大平面呈差应当在5cm以下，基准站和流动站应当小于7km的距离。平面点位较差以及测前比测高程较差在3．5cm的最大值，高程较差与测后比测平面点位应当在3.1cm的最大值。
（3）编辑内业地形图，在相关图示规范要求下，科学合理的处理相关数据，无法判别等高线坡向时，必须要对示坡线进行加绘，有实物在地面上以及地类界线状符号重合重合时，可以不必加绘，没有实物存在于地面上的现线状符号重合过程中，进行0．2mm地类界移位绘制。
（4）由于外界条件因素对三维激光外业数据测量的影响，如存在噪声非常大，实际作业过程中，必须要根据相关要求，科学合理的处理数据，拼接各测站数据过程中，将各个测站冗余数据科学合理处磁悬浮鼓风机原理
理，按照5mm控制数据拼接精度。
（5）转换内页数据坐标过程中，可以将七参数布尔莎模型进行应用来转换，并确保相关数据的精准性，通过已知点检查转换后的成果，提高其精度。
7结语
在地质灾害勘查当中，应用三维激光扫描技术，有效提高了传统测量技术的不足，并保证了工作效率，精度也有效提高，未来随着三维激光扫描技术和三维摄影测量技术以及三维激光点云数据充分融合，能够对地质灾害地理模型真实再现，以便更好地采取有效措施防治地质灾害，提高技术保障。
参考文献
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．测绘与空间地理信患，2013(12)：209—211
透镜体
[2] 刘金辉．地面3维激光扫描仪测量精度试验与分析[J]测绘与空间地理信息，
2013(12)：142—145．
松梢斑螟[3] 王自力，王立娟，尹恒.基于空天地三維数据的尾矿库安全监管技术研究[J].
中国安全生产科学技术，2019（2）：126-132.8.
表l GPS- RTK图根控制点测量技术要求
项目校正残差最大值观测互差截止高度角15°以上的卫星个数PDOP与基准站的距离采样间隔观测历元数观测次数
平面测量0.05m
0.05m5＜6≤5km
1秒20≥2
高程测量0.05m
注1：测前测后必须检测周边已有同等级以上控制点，检测高等级控制点时，其平面点位互差≤5cm；其高程互差≤5cm，检测同等级控制点时，其平面点位互差≤7cm，其高程互差≤7cm。
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