Отправить сообщение, заявку, вопрос

Зарегистрироваться для участия в конференции

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению

Рубрикатор материалов

Сейчас в информационной базе:
рубрик - 69 , продуктов - 1752 , авторов - 194

Copyright © 2016-2018 ГеоИнфо
Все права защищены

Разработка и сопровождение: InfoDesigner.ru
Теория и практика изысканий
16 февраля 2017 года
>>> Просмотров:3сервис учёта просмотров включен с 15.03.2018

Практическое применение данных дешифрирования экзогенных геологических процессов по данным ВЛС

Автор продолжает развивать тему возможностей воздушного лазерного сканирования для целей инженерно-геологических изысканий. Опыт, накопленный автором в области применения аэрометодов при изысканиях, показывает их исключительную эффективность по сравнению с традиционными методами сбора информации как в части значительного снижения трудоёмкости и сокращения сроков изысканий, так и в части широты охвата различных видов информации, необходимой для проектирования.

В настоящее время все более острым вопросом становится качественное проведение инженерных изысканий в сжатые сроки, установленные заказчиком. Данная проблема особенно актуальна при проведении изысканий в сложных геоморфологических условиях. Зачастую, установленные временные рамки не позволяют в должной мере изучить геологические процессы и явления, которые, как правило, являются ухудшающим фактором для хозяйственного освоения территорий. В большинстве случаев геологические процессы изучаются непосредственно при полевых исследованиях, что приводит к удорожанию объекта и перетрассировкам в связи с обходом того или иного участка с опасным геологическим процессом.

В результате, использование воздушного лазерного сканирования (ВЛС) для решения топографо-геодезических задач в ходе инженерных изысканий на линейных объектах постепенно становится нормой. Возможность построения топографических планов М 1:500 по данным воздушного лазерного сканирования позволяет изучать цифровую модель местности в инженерно-геологических целях не только интерпретируя ее как один из компонентов инженерно-геологических условий, но выделяя отдельно контуры экзогенных геологических процессов с их качественными и количественными характеристиками.

Распознавание объектов на цифровой модели местности зависит от качества сканирования, соответственно ячейка GRID на модели должна быть как минимум в два раза меньше распознаваемого объекта, в противном случае объект не проявляется.

Необходимый размер ячейки можно получить, исходя из нескольких факторов: высота полёта, частота зондирования, частота сканирования и скорость полёта при хороших метеоусловиях.

Учитывая тот факт, что для камерального трассирования не всегда нужна детализированная карта распространения экзогенных геологических процессов, определённых как опасные для зданий и сооружений, для проектных подразделений передаётся «горячая» информация – контуры проявлений опасных геологических процессов и явлений с их классификацией по видам. После трассирования полученная модель остаётся в цикле проведения работ. Информирование геодезистов и геологов о пересечениях будущей трассы с опасными геологическими процессами и явлениями позволяет экономить время на инженерно-геологическое обследование территории и планирование работ (расстановку горных выработок, учёт полевых испытаний на оползнях и применение геофизических методов исследований на выявленных опасных геологических процессах и явлениях).

Одной из основополагающих задач при инженерно-геологическом изучении территории является выявление опасных геологических процессов и их изучение на стадии проекта. Согласно СП 11-105-97 часть II пункт 4.2.3, составляется карта опасных геологических процессов по данным дешифрирования. Согласно пункту 4.2.4, при проведении инженерно-геологического обследования данные об инженерной обстановке получаются только в точках наблюдений. Согласно СП 11-105-97 часть I маршрутные наблюдения, аэро- и космоснимки и другие материалы, отображающие результаты сбора и обобщения материалов изысканий прошлых лет (схематические инженерно-геологические и другие карты), должны предшествовать проведению других видов инженерно-геологических работ и выполняться для:

  • уточнения границ распространения генетических типов четвертичных отложений, уточнения и выявления тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости пород;
  • установления распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки;
  • выявления районов (участков) развития геологических и инженерно-геологических процессов;
  • установления видов и границ ландшафтов;
  • уточнения границ геоморфологических элементов;
  • наблюдения за динамикой изменения инженерно-геологических условий;
  • установления последствий техногенных воздействий, характера хозяйственного освоения территории, преобразования рельефа, почв, растительного покрова и др.

Составление карт по данным воздушного лазерного сканирования учитывает интерпретацию модели местности, в которую входит: цифровая модель рельефа (классификация точек лазерных отражений – земля), отражения точек лазерного сканирования – растительность, инфраструктура, вода и пр. и ортотрансформированный аэрофотоплан. Интерпретация модели местности производится не по точечным наблюдениям и заложенным маршрутам, а в целом. Так же в случае необходимости на модели можно выделить места для детального натурного обследования или провести заверочные обследования по типовым участкам, а не по всему участку обследования.

Таким образом, данная карта отвечает нормативной документации и ее составление является актуальной задачей при выборе трассы.

Проводя анализ между дистанционным методом выявления того или иного экзогенного геологического процесса и натурным, можно отметить наличие ошибок в определении границ процессов или определении их на местности в целом при проведении натурного полевого обследования.

Можно доказать это на конкретном примере. При инженерно-геологическом обследовании выявлен оползневой участок по трассе проектируемого трубопровода (рис.1, а, б)

Рис. 1. Статическая модель рельефа с выделенным оползневым участком при натурном обследовании (а)

Рис. 1. Статическая модель рельефа с выделенным оползневым участком при натурном обследовании (а)

Рис. 1. Статическая модель рельефа с выделенным оползневым участком при дешифрировании (б)

Рис. 1. Статическая модель рельефа с выделенным оползневым участком при дешифрировании (б)

 

Проведённые работы по сопоставлению двух методов картирования экзогенных геологических процессов выявили, что при полевых наблюдениях выявляются локальные детали, но практически не видны глобальные. При дистанционных методах улавливаются как глобальные, так и локальные. Но максимально детализировать локальные опасные процессы необходимо полевыми методами. При дополевом изучении затрачивается меньше времени на выявление опасных геологических процессов, фактически производится лишь заверка.

Дешифрирование позволяет выявить как локальные, так и глобальные зоны распространения геологических процессов.

Воздушное лазерное сканирование в большинстве случаев используется исключительно для построения топографических планов. Использование лазерных сканов за редким исключением используется для дешифрирования опасных геологических процессов.

 

Практическое применение

Описанная выше методика была применена на предприятии ЗАО «НИПИ «ИнжГео» в 2006 г.

В 2010 г.  был доработан и внедрён метод построения опережающих карт опасных геологических процессов. Этот метод зарекомендовал себя на глобальных объектах, таких как «Южный поток» (создание комплекта инженерно-геологических карт, совместно с ИФЗ РАН), газификация посёлков Адлерского района, газопровод «Алтай» и многих других.

Специалистами группы мониторинга и ГИС и отдела аэрофотосъемки и лазерного сканирования проработана методика выявления опасных геологических процессов и изучения их динамики во времени. У нее есть следующие неоспоримые преимущества:

  • методика позволяет получить актуальную контурную карту экзогенных геологических процессов;
  • получение стабильных и надёжных результатов дешифрирования данных воздушного лазерного сканирования будет экономически эффективным и иметь высокий уровень рентабельности;
  • составление опережающих контурных карт экзогенных геологических процессов по материалам воздушного лазерного сканирования, получаемых для создания топографических планов (использование материалов дважды – экономия средств и ресурсов);
  • долгосрочный мониторинг опасных геологических процессов территорий большой протяжённости;
  • получение количественных характеристик при проведении регионального мониторинга на линейных и площадных объектах.

 

Резюмируя

Опыт, накопленный в области применения аэрометодов при изысканиях, показывает их исключительную эффективность, по сравнению с традиционными методами сбора информации как в части значительного снижения трудоёмкости и сокращения сроков изысканий, так и в части широты охвата различных видов информации, необходимой для проектирования.

Так же по данным лазерного сканирования можно определять тип оползня по типовой модели (рис. 2) и прогнозировать зеркало скольжения оползня (рис. 3). Это позволяет добиться получения прогнозной информации для принятия проектного решения прохождения линейного сооружения через оползневое тело согласно нормативным документам с инженерной защитой или обойти его.

Рис. 2. Типовая модель оползня скольжения (поступательный оползень)

Рис. 2. Типовая модель оползня скольжения (поступательный оползень)

 

Рис. 3. Участок с оползнем длительной стабилизации на правом борту эрозионного вреза, представленный на цифровой модели рельефа м 1:500 с прогнозным описанием

Рис. 3. Участок с оползнем длительной стабилизации на правом борту эрозионного вреза, представленный на цифровой модели рельефа м 1:500 с прогнозным описанием

При необходимости по цифровым моделям местности возможно выдавать предварительные карты инженерно-геологических условий изучаемой территории с фактически выполненной дистанционно инженерно-геологической съёмкой.

Полученная статическая модель местности может корректироваться согласно уточнённым данным при полевых исследованиях, увеличивая познания об изучаемом объекте на протяжении всех стадий инженерно-геологического изучения. В дальнейшем при повторном сканировании местности появляется возможность получения динамической модели местности.

Необходимо отметить, что условные обозначения как «горячей» информации, так и карт, передаются согласно требованиям ГОСТ, применение базовых унифицированных условных обозначений в моделях и картах позволяет избежать двойной работы, а также свести к минимуму недопонимание между специалистами.