八字门滑坡滑带土壤的激光击穿光谱探测

三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用摘要：本文介绍了三维激光扫描的原理及特点、误差成因以及数据处理的方法，通过实例，讨论了其在滑坡变形监测领域的可行性、优势和存在的问题，并将地面三维激光扫描技术与常规变形监测方法进行对比，得到定量的分析结果。

关键词：滑坡变形监测三维激光扫描仪监测方法引言近年来，滑坡地质灾害的濒临发生给人们的生命和财产都带来巨大损失，所以对灾害体进行实时的监测有着非常重要的意义。

三维激光扫描技术是最近十几年迅速发展起来的一种新的测量技术，它的应用使对滑坡灾害的监测更实时有效，对于及时预报灾情，保障人们生命和财产安全有重要的意义。

1、地面三维激光扫描技术原理与特点1.1 工作原理三维激光扫描仪其主要原理是通过测量其所在中心距目标体的距离然后根据以下公式计算目标体的三维坐标。

X=Ssinθsinα；Y=Ssinθcosα；Z=Scosθ激光扫描仪是根据光学三角测量的原理(见图)，以激光作为光源，通过内部发射装置，将激光束投射到被测物体表面，并采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能量，通过测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间或相位差，计算出其到物体扫描点之间的距离值S和反射强度i ，通过距离值就能够获取被测对象表面每个采样点的空间立体坐标，从而得到被测对象的离散采样点集合，即激光点云。

1.2 三维激光扫描仪的特点（1）实用有效的测距范围大，与无反射棱镜测量仪器相比，几乎可以满足所有测量领域。

（2）全方位视角的扫描特点，进行扫描时不受视场角的限制，几乎没有盲区。

（3）测量点位精度高，对远镖靶的扫描有较高的精度，保证了拼接精度。

（4）扫描速度快，能够实现快速高效的测量。

1.3数据采集及误差分析外业数据采集包括架站、定向、拍照、粗扫、精扫五个步骤。

设站成功后，连接扫描仪和电源，打开电源开关让仪器自检；设置笔记本与扫描仪之间的通讯，启动配套的Cyclone软件并建立数据库与工程文件，连接扫描仪并通过设置角度范围对扫描区域进行拍照。

八字门滑坡工程GPS监测预警夏浪摘要：我国是地质灾害最为严重的国家之一，我们每年因此损失了近200亿元，数百人也因此丧生。

八字门滑坡就是其中之一。

在研究三峡库区秭归县八字门滑坡的工程地质特征、形成机制、破坏模式以及后期变化趋势的基础上, 提出了滑坡监测的预警施工方案，介绍监测网点的布设，各种变形监测的施工技术要求，可供其它滑坡监测工程参考。

关键词：概况，滑坡监测；GPS变形点；八字门滑坡0 引言长江三峡库区自然地质条件复杂，暴雨、洪水频繁，是我国地质灾害的多发区和重灾区。

三峡大坝的兴建和百万移民工程，在一定程度上改变了原有的生态环境，加剧了地质灾害的发生。

湖北省三峡库区秭归县归州镇八字门滑坡体正是这类地质灾害之一。

随着三峡工程建设的不断推进，后期蓄水的不断临近，八字门滑坡体的不稳定性正在增加，一旦整体失稳，对库区人民生命财产安全和当地经济的发展将产生巨大的危害，应及时有效地进行专业监测预警或治理。

在三峡库区三期地质灾害防治工程的前提下，本文就三峡库区秭归县归州镇八字门滑坡体的实时监测进行了分析，为同类工程实例提供参考对比[1]。

1 八字门滑坡概况八字门滑坡体位于秭归县归州镇香溪村，距香溪河入长江口0.8km，距三峡坝址38km。

它平面形态呈不规则扇形，两侧边界发育同源冲沟，后缘呈圈椅状形态，前缘已没入库水中，滑坡主滑方向约NE111°。

滑坡纵长550m，横向上部较窄，宽约80～210m，下部较宽，总面积约13.5万m2；平均滑体厚度约30m，总体积约400万m3。

滑坡位处侵蚀构造中低山山前斜坡，地形上前凸中平后凹，以上陡下缓的连续斜坡形态兼具三级堆积平台地貌。

八字门滑坡滑体主要为结构松散的崩坡积、坡积物，包含填土，粉质粘土，碎石土；滑床主要为侏罗系下统香溪组（J1）岩层。

滑坡区地下水主要为大气降水，同时还受滑坡后缘西部高陡剥蚀低山区的基岩裂隙地下水及香溪河水侧向补给。

2 滑坡的变形史及现状1981年葛州坝水库蓄水后，滑坡范围内出现了房屋裂缝、地表变形，主要集中在120m高程以下。

三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究作者：胡颖谢天杨希来源：《西部资源》2020年第05期摘要：我国是地质灾害多发区，其中滑坡灾害每年会造成上百人伤亡及数十亿元的经济损失。

将地面三维激光扫描技术应用在滑坡变形监测中，能快速准确地进行测量，这对滑坡预警、灾后重建有着重大意义。

本文介绍了国内外滑坡灾害监测的研究现状及其发展，提出了将地面三维扫描技术用于监测地表形变产生的滑坡灾害的方法。

阐述监测工作原理、变形分析方法，探讨了此方法中点云数据处理的过程，并对比了目前常用的几种滑坡监测方法。

关键词：三维激光扫描；滑坡监测；地表形变；点云数据Application of Ground-based Three-dimensional Laser Scanning in Landslide MonitoringHu Ying1，Xie Tian2，Yang Xi11. Hubei Quality Supervision and Inspection Station of Surverying Surveying and Mapping，Wuhan 430071， China；2. Hydrogeological team， Geology Bureau for Nonferrous Metals of Guangdong Province，Guangzhou 510811， ChinaAbstract： China is constantly threatened by the geohazards. In particular， the landslides lead to hundreds of causalities and billions of Chinese Yuan of property lost. The ground-based three-dimensional （3D） laser scanning can be applied in the landslide displacement monitoring and is of significant importance to the pre-failure forecast and post-slide reconstruction. This paper introduces the contemporary landslide monitoring tools and its development in China and worldwide， with a focus on the 3D laser scanning approach. We elaborate the principle and methodology of the point cloud data processing and compare some generally used landslide monitoring techniques.Key words： Three-dimensional laser scanning； Landslide monitoring； Surface deformation； Point cloud1.引言根據自然资源部最新发布的2018年全国地质灾害通报显示，我国2018年共发生地质灾害2966起，造成185人伤亡，直接经济损失14.7亿元。

文章编号 2095-1531（2022）04-0712-10激光诱导击穿光谱法测定稀土矿区土壤中钐含量刘小亮1,2，孙少华2，孟祥厅1，李小燕1，刘云海1 *（1. 东华理工大学 核科学与工程学院, 江西 南昌 330013；2. 兰州大学 核科学与技术学院 甘肃 兰州 730000）摘要：为了满足现代分析检测技术发展的新要求，促进激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在元素分析中的应用，本文利用LIBS 结合定标曲线法对内蒙古白云鄂博稀土矿区土壤中的稀土元素钐(Sm)进行了定量分析，初步检验了LIBS 对稀土矿样元素成分的检测能力。

首先，以编号为GBW07402a 国家标准物质土壤为基底，采用标准加样法制备了Sm 2O 3含量分别为1%、5%、10%和20%的待分析样品。

其次，通过调节激光脉冲能量参数对基底样品进行激发，探究了激光能量参数对谱线强度和信背比的影响，得出最优化的实验条件后，对所有待分析样品进行激发以获取等离子体光谱信息。

接着，分别采用多峰Lorentz 拟合扣除背底法(MFM)和级联积分保留背底法(CIM)对光谱信息进行处理，构建以谱线积分强度与元素含量为关联量的定标曲线。

最后，根据定标曲线进行含量预测，初步评估了LIBS 用于稀土矿区土壤样品中Sm 元素的检测性能。

研究结果表明：受稀土矿区土壤基体效应的影响，Sm 元素的谱线出现了强烈的展宽而导致无法进行有效分辨，而钠(Na)、钾(K)、钛(Ti)和铁(Fe)等元素的谱线没有呈现出明显的展宽。

通过对比不同含量下的光谱信息，选取410 nm-band 和470.44 nm 为Sm 元素分析谱线用于定量分析。

基于积分强度和元素含量构建的定标曲线都有着较好的线性相关度，拟合系数(R 2)值大都在0.99以上；相比而言，采用CIM 处理光谱信息，可以获取更好的线性相关度，最大值为0.999 27。

以Sm 含量为4.310%的3#样品为未知待测样品，采用留一法构建定标曲线对其含量进行预测分析，结果显示CIM 法使得分析线具有极佳的预测性能，两条分析线对3#样品含量的预测相对误差均在1%以内。

用激光诱导击穿光谱技术定量分析土壤中Ba和Sr陈添兵;姚明印;刘木华;雷泽剑;彭秋梅;徐媛;张旭【摘要】利用激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术检测土壤标准样品中Ba和Sr的含量,用光纤光谱仪探测等离子体冷却过程中的发射谱线,选取BaⅡ455.41 nm和SrⅠ460.73 nm特征谱线为分析线.为了减小误差,采用Lorenizian函数进行光谱轮廓曲线拟合对数据预处理,提取光谱净强度值.选择多元素谱线强度和作为内标,根据分析线与内标线强度值之比建立定标曲线,Ba 和Sr含量与其强度比的线性系数分别达到0.9900和0.9906,采用这种强度比定标法对Ba和Sr的含量进行反演,测定Ba和Sr含量值与标准值的相对偏差分别为5.7％和5.1％.%Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) was applied to measure barium and strontium elements in soil The emission spectrum was emitted as the plasma was cooling off, which was collected and analyzed by fiber spectrometer. Spectral lines of barium(BaII line at 455.41 nm) and strontium(Srl line at 460. 73 ran) were separately used for the determining. In order to reduce the error, fitting of the spectra by using Lorcnizian function was used, the datum was preprocessed and the net intensity value of the spectra was collected. A signal intensity in the proper range of the characteristic spectrum was chosen as the interior label. A calibration curve was drawn according to the ratio between the value of the analytical line and the interior scaling line. The correlation coefficient between the content and the intensity ratio of Ba and Sr were up to 0.990 0 and 0.990 6. The content of Ba and Sr was inversed by means of the intensity scaling method . As a result, the relative deviations between thecontent values and the standard values of Ba and Sr were 5. 7% and 5.1% respectively.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】4页(P1658-1661)【关键词】激光诱导击穿光谱;内标线;强度比定标法;定标曲线;拟合度【作者】陈添兵;姚明印;刘木华;雷泽剑;彭秋梅;徐媛;张旭【作者单位】江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045;江西农业大学生物光电及应用重点实验室,江西南昌330045【正文语种】中文【中图分类】S151.9激光诱导击穿光谱（LIBS）分析技术，其原理是利用高能量短脉冲的激光聚焦至样品表面，产生瞬间高温将聚焦处样品激发到等离子态，所产生的等离子体几乎可将样品中的全部元素气化并激发至高能态，当它们回到基态时会发出各自的特征光谱，通过对光谱波长的探测就可获得样品中的所有元素种类和含量［1］。

三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用滑坡是一种常见的地质灾害，它的发生往往会给人们的生命财产和社会经济发展带来巨大的损失。

为了有效地预防和减少滑坡灾害的影响，对滑坡进行及时、准确的监测至关重要。

近年来，三维激光扫描技术作为一种先进的测量手段，在滑坡监测中得到了越来越广泛的应用。

一、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是一种非接触式的主动测量技术，它通过向目标物体发射激光束，并接收反射回来的激光信号，快速获取物体表面大量的三维坐标点，从而生成高精度、高分辨率的三维点云模型。

与传统的测量技术相比，三维激光扫描技术具有许多显著的优点。

首先，它能够快速、高效地获取大量的测量数据，大大提高了工作效率。

其次，测量精度高，可以达到毫米级甚至更高的精度。

此外，由于是非接触式测量，不会对测量对象造成损伤，适用于各种复杂环境和危险区域的测量。

二、三维激光扫描技术在滑坡监测中的工作原理在滑坡监测中，通常会在滑坡体上设置多个监测点，并在稳定区域设置基准点。

通过定期对这些点进行三维激光扫描，获取不同时期的点云数据。

然后，利用专业的软件对这些点云数据进行处理和分析。

通过对比不同时期的点云数据，可以计算出滑坡体的位移、变形等信息。

同时，还可以生成滑坡体的三维模型，直观地展示滑坡体的形态和变化情况。

三、三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用优势1、高精度测量能够精确地测量滑坡体的位移和变形，为滑坡的预测和预警提供可靠的数据支持。

2、全面监测可以快速获取滑坡体表面的整体信息，包括地形、地貌、裂缝等，实现对滑坡体的全面监测。

3、实时性强通过定期扫描和快速数据处理，能够及时掌握滑坡体的动态变化，为应急决策提供及时的依据。

4、可视化效果好生成的三维模型可以直观地展示滑坡体的形态和变化，有助于相关人员更好地理解和分析滑坡的发展趋势。

四、具体应用案例具体案例地点的滑坡监测项目中，采用了三维激光扫描技术。

在监测过程中，每隔具体时间间隔对滑坡体进行一次扫描。