非接触式激光定位系统用于追踪岩石斜坡裂隙和活动断层的三维运动行为,该系统已在西阿尔卑斯山的一次大规模山体滑坡中进行了测试

《Landslides》:Contactless laser positioning system for tracking three-dimensional kinematic behaviour of rock slope fractures and active faults tested on a large rockslide in the Western Alps

【字体: 时间:2025年10月26日 来源:Landslides 7

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  提出一种非接触式三维激光定位系统,采用三角测量法实时监测岩坡断裂行为,精度达0.02毫米,在法国Aiguilles Rouges地区成功测试,为滑坡监测提供新方法。

  

摘要

大型岩坡失稳中的不连续性能够为我们提供关于控制这些不稳定岩体行为的应力与应变状态的关键信息。为了准确获取位移矢量(这对失效模式的表征和近地表应力状态的计算至关重要),必须从三维空间获取其运动行为的数据。然而,目前专门为此目的设计的伸长计寥寥无几。本技术说明介绍了一种创新的非接触式激光定位系统,该系统采用三角测量方法,能够近乎实时地生成断层和裂隙运动行为的三维记录。该定位系统由一个传感单元(包括一对激光模块、一台数码相机和一个定制的目标物体)、一个控制单元以及一个处理单元组成,处理单元托管在远程服务器上。系统会定期获取目标物体的图像并将其传输到服务器,服务器中的半自动化图像处理软件会将激光束图案转换为精确的三维测量数据。该系统的精度表现为单轴测量的最大标准偏差为0.04毫米,其精确度估计优于0.02毫米。已在法国东南部Aiguilles Rouges东侧的一个大型岩坡失稳现场测试了两个此类设备。尽管该现场存在一系列技术和后勤挑战,但显然这种激光定位系统能够检测到复杂的裂隙运动行为,为将其集成到更全面的滑坡监测项目中奠定了基础。

大型岩坡失稳中的不连续性能够为我们提供关于控制这些不稳定岩体行为的应力与应变状态的关键信息。为了准确获取位移矢量(这对失效模式的表征和近地表应力状态的计算至关重要),必须从三维空间获取其运动行为的数据。然而,目前专门为此目的设计的伸长计寥寥无几。本技术说明介绍了一种创新的非接触式激光定位系统,该系统采用三角测量方法,能够近乎实时地生成断层和裂隙运动行为的三维记录。该定位系统由一个传感单元(包括一对激光模块、一台数码相机和一个定制的目标物体)、一个控制单元以及一个处理单元组成,处理单元托管在远程服务器上。系统会定期获取目标物体的图像并将其传输到服务器,服务器中的半自动化图像处理软件会将激光束图案转换为精确的三维测量数据。该系统的精度表现为单轴测量的最大标准偏差为0.04毫米,其精确度估计优于0.02毫米。已在法国东南部Aiguilles Rouges东侧的一个大型岩坡失稳现场测试了两个此类设备。尽管该现场存在一系列技术和后勤挑战,但显然这种激光定位系统能够检测到复杂的裂隙运动行为,为将其集成到更全面的滑坡监测项目中奠定了基础。

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