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技術(shù)中心

如何使用非接觸式位移監(jiān)測(cè)進(jìn)行土地沉降監(jiān)測(cè)?

2024年10月15日 11:07:05人氣:64來源:競(jìng)道光電

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關(guān) 鍵 詞非接觸式位移監(jiān)測(cè),觸式位移監(jiān)測(cè)
【資料簡(jiǎn)介】

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  非接觸式位移監(jiān)測(cè)技術(shù)近年來在土地沉降監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用,因?yàn)樗軌蚋咝А?zhǔn)確地獲取大范圍區(qū)域內(nèi)的沉降信息,而無需與被測(cè)物體直接接觸。本文將探討如何使用非接觸式位移監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行土地沉降監(jiān)測(cè),包括技術(shù)原理、實(shí)施步驟和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

  1. 非接觸式位移監(jiān)測(cè)的原理

  非接觸式位移監(jiān)測(cè)主要依賴于激光掃描、光學(xué)測(cè)量或雷達(dá)等技術(shù),通過測(cè)量反射光或電磁波在待測(cè)物體上的移動(dòng)來獲取位移信息。常用的非接觸式監(jiān)測(cè)工具包括激光雷達(dá)(LiDAR)、合成孔徑雷達(dá)(SAR)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)等。

  激光雷達(dá)(LiDAR):利用激光束快速掃描目標(biāo)區(qū)域,通過測(cè)量發(fā)射激光與反射光之間的時(shí)間差來計(jì)算距離,從而獲取地表的高程信息。通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),可以獲得地面沉降的變化情況。

  合成孔徑雷達(dá)(SAR):使用微波信號(hào)探測(cè)地表的移動(dòng),特別適合于大范圍的監(jiān)測(cè)。SAR技術(shù)能夠從不同時(shí)間獲取目標(biāo)區(qū)域的影像,通過差分干涉技術(shù)分析地表位移。

  2. 實(shí)施步驟

  選擇監(jiān)測(cè)區(qū)域

  確定需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域,考慮土地利用類型、沉降歷史、周邊環(huán)境和潛在影響因素。城市、礦區(qū)、建筑工地等通常是沉降監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域。

  設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

  激光雷達(dá)系統(tǒng):在選定的位置設(shè)置合適的激光雷達(dá)設(shè)備,確保設(shè)備能夠覆蓋整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。設(shè)備應(yīng)該穩(wěn)固安裝,避免風(fēng)吹動(dòng)和其他外部干擾。

  SAR系統(tǒng):選擇合適的衛(wèi)星平臺(tái),確保監(jiān)測(cè)區(qū)域在衛(wèi)星的成像范圍內(nèi)。每次成像之間應(yīng)保持較短的時(shí)間間隔,以便捕捉到細(xì)微的位移變化。

  數(shù)據(jù)采集

  利用非接觸式監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于激光雷達(dá),可以通過多次掃描記錄不同時(shí)間的點(diǎn)云數(shù)據(jù);對(duì)于SAR,通過獲取不同時(shí)間的雷達(dá)影像進(jìn)行分析。

  在監(jiān)測(cè)過程中,確保環(huán)境條件符合設(shè)備使用要求,如雨天、霧霾等條件可能影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,應(yīng)盡量選擇晴朗且穩(wěn)定的天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

  數(shù)據(jù)處理

  點(diǎn)云處理:使用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,生成數(shù)字高程模型(DEM),并提取不同時(shí)期的高程信息。

  干涉處理:對(duì)SAR影像進(jìn)行差分干涉處理,通過比較不同時(shí)間的影像,獲取地表位移的數(shù)據(jù),生成沉降圖。

  3. 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

  高精度

  非接觸式位移監(jiān)測(cè)技術(shù)可以提供高精度的沉降數(shù)據(jù),尤其是激光雷達(dá)和SAR技術(shù),可以達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的位移分辨率。這對(duì)于監(jiān)測(cè)細(xì)微的土地沉降變化至關(guān)重要。

  大范圍監(jiān)測(cè)

  非接觸式監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠覆蓋較大區(qū)域,適用于城市、農(nóng)田等廣泛的地表監(jiān)測(cè),能夠有效評(píng)估沉降的空間分布特征。

  安全性

  相較于傳統(tǒng)接觸式監(jiān)測(cè)方法,非接觸式技術(shù)在監(jiān)測(cè)過程中不會(huì)對(duì)地面造成破壞,同時(shí)操作人員不需要進(jìn)入潛在危險(xiǎn)區(qū)域,提升了監(jiān)測(cè)的安全性。

  效率高

  非接觸式監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集,能夠節(jié)省人力,提高監(jiān)測(cè)效率。通過數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新,可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與決策。

  4. 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用

  收集到的沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用于實(shí)際應(yīng)用中:

  沉降評(píng)估:根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)估是否存在超標(biāo)沉降,判斷土地的安全性,盡早采取措施進(jìn)行修復(fù)。

  預(yù)警機(jī)制:建立沉降預(yù)警系統(tǒng),一旦監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到危險(xiǎn)閾值,及時(shí)發(fā)出預(yù)警通知,避免安全事故的發(fā)生。

  城市規(guī)劃:通過沉降數(shù)據(jù)支持城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),合理布局和設(shè)計(jì),提高資源利用效率,降低沉降隱患。

  結(jié)論

  非接觸式位移監(jiān)測(cè)技術(shù)在土地沉降監(jiān)測(cè)中展現(xiàn)了重要優(yōu)勢(shì),為及時(shí)掌握沉降動(dòng)態(tài)提供了科學(xué)依據(jù)。通過合理的實(shí)施步驟,不僅可以提高監(jiān)測(cè)效率和精度,還能確保數(shù)據(jù)的安全與可靠性。在土地沉降風(fēng)險(xiǎn)管理和城市規(guī)劃中,非接觸式位移監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用將為科學(xué)決策提供有力支持。


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