目前监测的常用方法基本为采用全站仪对固定监测点的周期性监测,一般监测点的布设是根据边坡变形区域的情况进行分析判断,以相应的间隔布设反射片、棱镜等监测标识,在远处选择较为稳定的地点对监测点进行观测;观测的方法通常分为全站仪手工观测或自动观测,下图所示即为常见的全站仪边坡监测的使用现场。

图一 全站仪边坡监测
然而目前采用的这种方法也存在一些不足之处:首先是监测点的保存问题,此问题在人员活动较多的在建边坡中存在较多,较为容易出现监测点的遮挡以及监测标识的遗失;其次是观测时需要在较为稳定的观测点进行观测一般距离被监测边坡较远,人员劳动强度高;最后这种监测方式还是传统的以点代面的方式进行,并不能真实的反映被监测边坡整体的形变情况。
徕卡全站扫描仪MS60是一款既能进行单点测量,又能进行扫描测量的高度融合性产品,其不但具备0.5″的超高测角精度,而且具有1000点/秒的扫描速度以及100m处0.8mm的扫描精度,是一款能够应用在高精度监测、检测上的利器。本文将以某省的一处边坡监测案例为背景进行介绍:
(一)、外业采集
徕卡全新的全站扫描仪具有全站仪的所有功能,可以进行后视点定向、后方交会等方式进行设站,设站完成后其进行扫描的数据无需拼接即可在同一坐标系下,且所有点都具有绝对的坐标信息。此次监测的边坡位于黔西北的大型水利设施修建现场,目前正在施工作业,所以边坡周边的情况较为复杂,全站仪单点监测很容易出现遮挡等相关情况,现场情况以及本次作业扫描范围如图二所示。

图二 扫描现场情况
(二)、内业数据处理
此项目通过对同一边坡进行周期性的两次扫描作业得到了两个周期的扫描数据,外业进行扫描的数据能够直接导入徕卡数据管理软件Infinity中进行浏览、查看以及编辑如图三所示:

图三 两期数据成果
1、数据预处理
外业采集出的数据存在很多噪点信息,也有很多信息是不需要的,此时就可以利用Infinity的数据处理功能对无效信息进行处理,提取出所需数据。此处通过提取边坡中的一部分,用于后期数据分析处理,图四所示即为提取出的边坡数据将此数据导出进入3D Reshaper软件中进行分析;

图四 提取数据
2、数据分析
使用3D Reshaper进行数据分析,分析过程首先以第一次扫描数据进行建模作为基准数据,通过第二次数据进行建模,通过对两次模型进行对比分析即可得到相应的形变结果。图五为第一次扫描数据建立的模型,以其为基准通过第二次数据和基准的比较得到相应的形变色谱图。

图五 基准模型
图六为两次数据对比分析的成果,红框部分为相应的形变量。

1、徕卡全站扫描仪对监测数据的采集过程更为科学合理,而且可以直接获取相应的本地坐标,无需转换,保障了测量成果的一致性;
2、 其所有点云数据每个点都具有本地坐标,并且能够查看提取,能够在后续有更多的应用;徕卡全站扫描仪配备了相关软件,能够很好的利用起外业数据进行各种编辑以及分析,不让数据浪费;
3、 在变形监测中能够以色谱图为主表现出边坡变形情况,报告的方式有了更多的选择,而且可以通过色谱数据以及标签工具表现出相对应的形变量,更方便更便捷。


