2024地面三維激光掃描冰川觀測(cè)技術(shù)規(guī)范

地面三維激光掃描冰川觀測(cè)技術(shù)規(guī)范地面三維激光掃描冰川觀測(cè)技術(shù)規(guī)范目次前言 III112范引文件 13語定義 14本求 3時(shí)基準(zhǔn) 3精度 3人員 3目次前言 III112范引文件 13語定義 14本求 3時(shí)基準(zhǔn) 3精度 3人員 3觀條件 3工流程 35術(shù)備 4資收集 4儀及關(guān)料備 4儀檢查 4人培訓(xùn) 4安保措施 5工方編制 5據(jù)集 5掃站設(shè) 5掃站標(biāo)量 5點(diǎn)數(shù)采集 5數(shù)導(dǎo)出 5據(jù)理 6點(diǎn)數(shù)配準(zhǔn) 6點(diǎn)數(shù)拼接 6坐系轉(zhuǎn)換 6高系轉(zhuǎn)換 6降與稀 6DEM制作 6量查 6檢要求 6檢內(nèi)容 6果容規(guī)格 7成內(nèi)容 7成規(guī)格 7678910據(jù)用 7I冰表形態(tài) 7冰表形態(tài) 7冰幾形態(tài) 7冰物平衡 7冰表運(yùn)速度 7附錄A（料）冰區(qū)建的準(zhǔn)描測(cè)標(biāo)志 8參考獻(xiàn) 9II地面三維激光掃描冰川觀測(cè)技術(shù)規(guī)范1 范圍究冰川幾何形態(tài)及其變化、冰川物質(zhì)平衡或冰川表面運(yùn)動(dòng)速度。2 （地面三維激光掃描冰川觀測(cè)技術(shù)規(guī)范1 范圍究冰川幾何形態(tài)及其變化、冰川物質(zhì)平衡或冰川表面運(yùn)動(dòng)速度。2 （GB/T18316數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收GB/T24356測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收GB50026工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)CH1016測(cè)繪作業(yè)人員安全規(guī)范CH/T1026數(shù)字高程模型質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程CH/Z3017地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程CH/T8023機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范CH/T9008.2—2010基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1:500、1:1000、1:2000數(shù)字高程模型SJ/T11421GNSS測(cè)量型接收設(shè)備通用規(guī)范3 下列術(shù)語和定義適用于本文件。地面維光描術(shù) terrestrialthree-dimensionallaserscanningtechnology基于地面固定站的一種通過發(fā)射激光獲取被測(cè)物體表面三維坐標(biāo)、反射光強(qiáng)度等多種信息的非接觸式主動(dòng)測(cè)量技術(shù)。[來源：CH/Z3017—2015,3.1.1]脈沖達(dá) pulseradar一種通過發(fā)射高功率短脈沖信號(hào)來探測(cè)并測(cè)量目標(biāo)位置、速度和其他特性的雷達(dá)系統(tǒng)。點(diǎn)云 pointcloudCH/T8023—2011,3.3]點(diǎn)云度 densityofpointcloud1單位面積上點(diǎn)的平均數(shù)量。注：用每平方米的點(diǎn)數(shù)表示。掃描站 scanpositions粗掃 coarsescanning角分辨率相對(duì)粗糙的掃描（一般為0.1°以上），掃描范圍水平視場(chǎng)為0°～360°，垂直視場(chǎng)為-30°～30單位面積上點(diǎn)的平均數(shù)量。注：用每平方米的點(diǎn)數(shù)表示。掃描站 scanpositions粗掃 coarsescanning角分辨率相對(duì)粗糙的掃描（一般為0.1°以上），掃描范圍水平視場(chǎng)為0°～360°，垂直視場(chǎng)為-30°～30°。精掃 finescanning獲取高密度的觀測(cè)對(duì)象點(diǎn)云數(shù)據(jù)，角分辨率一般優(yōu)于0.02°。標(biāo)靶 target用一定材質(zhì)制作的具有規(guī)則幾何形狀的標(biāo)志。注：該類標(biāo)志在點(diǎn)云中能很好地被識(shí)別和量測(cè)，從而可用于點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及點(diǎn)云配準(zhǔn)等工作。[來源：CH/Z3017—2015,3.1.6,有修改]全球星航統(tǒng) globalnavigationsatellitesystem;GNSSBDSGPSGALILEO數(shù)字程型 digitalelevationmodel;DEMGB/T14911—2008,5.24]冰川 glacier地球上由降雪和其他固態(tài)降水積累、演化形成的處于流動(dòng)狀態(tài)的冰體。冰川面動(dòng)度 glaciersurfacevelocity冰川表面質(zhì)點(diǎn)相對(duì)周圍基巖參考點(diǎn)的單位時(shí)間位移。注：?jiǎn)挝怀Ｒ岳迕?天或公里/年計(jì)。冰川質(zhì)衡 glaciermass-balance單位時(shí)間內(nèi)冰川上以固態(tài)降水形式為主的物質(zhì)收入(積累)和以冰川消融為主的物質(zhì)支出(消融)的代數(shù)和。大地量冰物平衡 geodeticmassbalance通過冰川區(qū)多時(shí)相高分辨、高精度DEM數(shù)據(jù)差值獲取冰川高程變化，并根據(jù)冰川面積計(jì)算冰川儲(chǔ)量變化，結(jié)合冰雪密度折算得到冰川物質(zhì)平衡。24 時(shí)空基準(zhǔn)4.1.1 采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系；采用獨(dú)立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)與2000國(guó)家大地坐標(biāo)系建立聯(lián)系。4.1.2 采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；采用獨(dú)立高程基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)與1985國(guó)家高程基準(zhǔn)建立聯(lián)系。4.1.3 采用高斯-克呂格投影。4.1.4 采用公歷紀(jì)年，北京時(shí)間。精度4.2.1 平面坐標(biāo)精度優(yōu)于5m，高程精度優(yōu)于10m，相鄰站點(diǎn)同一參照物高程誤差不超過20cm。4.2.2 地面三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云密度大于或等于4點(diǎn)/平方米，平均點(diǎn)間距小于或等于0.5m。4.2.3 點(diǎn)云高程中誤差不超過1m。4.2.4 DEMDEM格網(wǎng)間距為1m，成果高程中誤差不超過1.5m。人員4.3.14.3.24.3.34 時(shí)空基準(zhǔn)4.1.1 采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系；采用獨(dú)立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)與2000國(guó)家大地坐標(biāo)系建立聯(lián)系。4.1.2 采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；采用獨(dú)立高程基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)與1985國(guó)家高程基準(zhǔn)建立聯(lián)系。4.1.3 采用高斯-克呂格投影。4.1.4 采用公歷紀(jì)年，北京時(shí)間。精度4.2.1 平面坐標(biāo)精度優(yōu)于5m，高程精度優(yōu)于10m，相鄰站點(diǎn)同一參照物高程誤差不超過20cm。4.2.2 地面三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云密度大于或等于4點(diǎn)/平方米，平均點(diǎn)間距小于或等于0.5m。4.2.3 點(diǎn)云高程中誤差不超過1m。4.2.4 DEMDEM格網(wǎng)間距為1m，成果高程中誤差不超過1.5m。人員4.3.14.3.24.3.34.3.4具有冰川學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和冰川觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)。具備在高寒冰川區(qū)作業(yè)的身體條件。GNSS觀測(cè)時(shí)，1臺(tái)掃描設(shè)備應(yīng)至少配備4名工作人員。觀測(cè)條件宜在夏末，晴朗微風(fēng)的天氣或陰天（無霧），選擇光線柔和時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)。工作流程采用地面三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行冰川觀測(cè)的工作流程如圖1所示。3技術(shù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)應(yīng)用圖1 工作程圖5技術(shù)準(zhǔn)備資料收集應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)b)c)d)e)觀測(cè)冰川幾何形態(tài)及冰川周邊的災(zāi)害現(xiàn)象；觀測(cè)冰川及周邊的地質(zhì)、地貌、氣象、水文和交通等有關(guān)資料；觀測(cè)區(qū)域地形圖、遙感影像、DEM、控制點(diǎn)資料等；儀器及相關(guān)材料準(zhǔn)備應(yīng)包括以下內(nèi)容：技術(shù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)應(yīng)用圖1 工作程圖5技術(shù)準(zhǔn)備資料收集應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)b)c)d)e)觀測(cè)冰川幾何形態(tài)及冰川周邊的災(zāi)害現(xiàn)象；觀測(cè)冰川及周邊的地質(zhì)、地貌、氣象、水文和交通等有關(guān)資料；觀測(cè)區(qū)域地形圖、遙感影像、DEM、控制點(diǎn)資料等；儀器及相關(guān)材料準(zhǔn)備應(yīng)包括以下內(nèi)容：GNSS注：溫度測(cè)量?jī)x、濕度測(cè)量?jī)x、能見度觀測(cè)儀、氣壓儀用于地面三維激光掃描儀參數(shù)確定。儀器檢查CH/Z3017和SJ/T11421并應(yīng)在有效期內(nèi)使用。人員培訓(xùn)4質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采集安全保障措施5.5.1 電池做保溫處理。晴朗天氣觀測(cè)時(shí)應(yīng)配置遮陽(yáng)傘以防止太陽(yáng)光損壞儀器。5.5.2 CH1016的還應(yīng)制定人身安全制度或條例，攜帶特殊地區(qū)所需要的戶外器材和設(shè)備。工作方案編制和軟件配置、人員配置、安全保障措施、時(shí)間安排、路線計(jì)劃、應(yīng)急方案等。6數(shù)據(jù)采集掃描站布設(shè)要求如下：a)b)掃描站布設(shè)在視野開闊、地面穩(wěn)定的非冰川區(qū)域；0.8mA；冰川幾何形態(tài)復(fù)雜、通視性差時(shí)，應(yīng)增加掃描站，必要時(shí)可搭建平臺(tái)架設(shè)掃描站；掃描站至目標(biāo)物的距離滿足儀器測(cè)距精度的最佳工作范圍之內(nèi)，且保證激光脈沖與目標(biāo)物之間的夾角大于或等于10°。c)d)安全保障措施5.5.1 電池做保溫處理。晴朗天氣觀測(cè)時(shí)應(yīng)配置遮陽(yáng)傘以防止太陽(yáng)光損壞儀器。5.5.2 CH1016的還應(yīng)制定人身安全制度或條例，攜帶特殊地區(qū)所需要的戶外器材和設(shè)備。工作方案編制和軟件配置、人員配置、安全保障措施、時(shí)間安排、路線計(jì)劃、應(yīng)急方案等。6數(shù)據(jù)采集掃描站布設(shè)要求如下：a)b)掃描站布設(shè)在視野開闊、地面穩(wěn)定的非冰川區(qū)域；0.8mA；冰川幾何形態(tài)復(fù)雜、通視性差時(shí)，應(yīng)增加掃描站，必要時(shí)可搭建平臺(tái)架設(shè)掃描站；掃描站至目標(biāo)物的距離滿足儀器測(cè)距精度的最佳工作范圍之內(nèi)，且保證激光脈沖與目標(biāo)物之間的夾角大于或等于10°。c)d)掃描站坐標(biāo)測(cè)量宜采用GNSS靜態(tài)測(cè)量方式，具體要求應(yīng)符合GB50026的規(guī)定。點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集要求如下：a)b)觀測(cè)前，應(yīng)使儀器與外界氣溫趨于一致；）；3015%；c)d)e)數(shù)據(jù)導(dǎo)出U同時(shí)應(yīng)清理掃描儀存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，釋放內(nèi)存以便后續(xù)觀測(cè)使用。57 點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)采用標(biāo)靶點(diǎn)或特征地物點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，配準(zhǔn)要求應(yīng)符合CH/Z3017的規(guī)定，特征點(diǎn)選取在地形穩(wěn)定的區(qū)域，覆蓋冰川區(qū)域且均勻分布在不同坡度、坡向。點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接宜采用標(biāo)靶點(diǎn)或特征地物點(diǎn)進(jìn)行相鄰掃描站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將地面三維激光點(diǎn)云坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法應(yīng)按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將地面三維激光點(diǎn)云高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法應(yīng)按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。降噪與抽稀CH/T8023的規(guī)定。DEM7.6.1 利用經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的地面三維激光點(diǎn)云完成不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建。7.6.2 將不規(guī)則三角網(wǎng)按CH/T9008.2—2010中1:1000數(shù)字高程模型規(guī)定的格網(wǎng)尺寸內(nèi)插。8 檢查要求7 點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)采用標(biāo)靶點(diǎn)或特征地物點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，配準(zhǔn)要求應(yīng)符合CH/Z3017的規(guī)定，特征點(diǎn)選取在地形穩(wěn)定的區(qū)域，覆蓋冰川區(qū)域且均勻分布在不同坡度、坡向。點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接宜采用標(biāo)靶點(diǎn)或特征地物點(diǎn)進(jìn)行相鄰掃描站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將地面三維激光點(diǎn)云坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法應(yīng)按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將地面三維激光點(diǎn)云高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法應(yīng)按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。降噪與抽稀CH/T8023的規(guī)定。DEM7.6.1 利用經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的地面三維激光點(diǎn)云完成不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建。7.6.2 將不規(guī)則三角網(wǎng)按CH/T9008.2—2010中1:1000數(shù)字高程模型規(guī)定的格網(wǎng)尺寸內(nèi)插。8 檢查要求質(zhì)量檢查應(yīng)符合GB/T24356和GB/T18316的規(guī)定，且滿足工作方案要求。檢查內(nèi)容DEMDEMCH/T102669 成果內(nèi)容原始觀測(cè)數(shù)據(jù)宜以日期或名稱命名以方便歸檔，所產(chǎn)生的成果如下：——點(diǎn)云數(shù)據(jù)；——DEM數(shù)據(jù)；——掃描站點(diǎn)觀測(cè)資料及掃描記錄；————————成果規(guī)格9.2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)以LAS格式存儲(chǔ)。9.2.2 DEMDEM數(shù)據(jù)以grid/tiff/img等柵格格式存儲(chǔ)。9.2.3 9 成果內(nèi)容原始觀測(cè)數(shù)據(jù)宜以日期或名稱命名以方便歸檔，所產(chǎn)生的成果如下：——點(diǎn)云數(shù)據(jù)；——DEM數(shù)據(jù)；——掃描站點(diǎn)觀測(cè)資料及掃描記錄；————————成果規(guī)格9.2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)以LAS格式存儲(chǔ)。9.2.2 DEMDEM數(shù)據(jù)以grid/tiff/img等柵格格式存儲(chǔ)。9.2.3 文檔材料以doc/docx/wps/pdf等格式存儲(chǔ)。10 冰川表面形態(tài)在地形分析工具支持下，依據(jù)冰川DEM成果數(shù)據(jù)，生成冰川表面坡度、坡向和粗糙度等數(shù)據(jù)產(chǎn)品；同時(shí)可提取冰川表面河、裂隙、冰塔林等信息