2024地面三維激光掃描冰川觀測技術規(guī)范

地面三維激光掃描冰川觀測技術規(guī)范地面三維激光掃描冰川觀測技術規(guī)范目次前言 III112范引文件 13語定義 14本求 3時基準 3精度 3人員 3目次前言 III112范引文件 13語定義 14本求 3時基準 3精度 3人員 3觀條件 3工流程 35術備 4資收集 4儀及關料備 4儀檢查 4人培訓 4安保措施 5工方編制 5據(jù)集 5掃站設 5掃站標量 5點數(shù)采集 5數(shù)導出 5據(jù)理 6點數(shù)配準 6點數(shù)拼接 6坐系轉換 6高系轉換 6降與稀 6DEM制作 6量查 6檢要求 6檢內容 6果容規(guī)格 7成內容 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冰表運速度 7附錄A（料）冰區(qū)建的準描測標志 8參考獻 9II地面三維激光掃描冰川觀測技術規(guī)范1 范圍究冰川幾何形態(tài)及其變化、冰川物質平衡或冰川表面運動速度。2 （地面三維激光掃描冰川觀測技術規(guī)范1 范圍究冰川幾何形態(tài)及其變化、冰川物質平衡或冰川表面運動速度。2 （GB/T18316數(shù)字測繪成果質量檢查與驗收GB/T24356測繪成果質量檢查與驗收GB50026工程測量標準CH1016測繪作業(yè)人員安全規(guī)范CH/T1026數(shù)字高程模型質量檢驗技術規(guī)程CH/Z3017地面三維激光掃描作業(yè)技術規(guī)程CH/T8023機載激光雷達數(shù)據(jù)處理技術規(guī)范CH/T9008.2—2010基礎地理信息數(shù)字成果1:500、1:1000、1:2000數(shù)字高程模型SJ/T11421GNSS測量型接收設備通用規(guī)范3 下列術語和定義適用于本文件。地面維光描術 terrestrialthree-dimensionallaserscanningtechnology基于地面固定站的一種通過發(fā)射激光獲取被測物體表面三維坐標、反射光強度等多種信息的非接觸式主動測量技術。[來源：CH/Z3017—2015,3.1.1]脈沖達 pulseradar一種通過發(fā)射高功率短脈沖信號來探測并測量目標位置、速度和其他特性的雷達系統(tǒng)。點云 pointcloudCH/T8023—2011,3.3]點云度 densityofpointcloud1單位面積上點的平均數(shù)量。注：用每平方米的點數(shù)表示。掃描站 scanpositions粗掃 coarsescanning角分辨率相對粗糙的掃描（一般為0.1°以上），掃描范圍水平視場為0°～360°，垂直視場為-30°～30單位面積上點的平均數(shù)量。注：用每平方米的點數(shù)表示。掃描站 scanpositions粗掃 coarsescanning角分辨率相對粗糙的掃描（一般為0.1°以上），掃描范圍水平視場為0°～360°，垂直視場為-30°～30°。精掃 finescanning獲取高密度的觀測對象點云數(shù)據(jù)，角分辨率一般優(yōu)于0.02°。標靶 target用一定材質制作的具有規(guī)則幾何形狀的標志。注：該類標志在點云中能很好地被識別和量測，從而可用于點云數(shù)據(jù)質量檢查及點云配準等工作。[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狀態(tài)的冰體。冰川面動度 glaciersurfacevelocity冰川表面質點相對周圍基巖參考點的單位時間位移。注：單位常以厘米/天或公里/年計。冰川質衡 glaciermass-balance單位時間內冰川上以固態(tài)降水形式為主的物質收入(積累)和以冰川消融為主的物質支出(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)冰川面積計算冰川儲量變化，結合冰雪密度折算得到冰川物質平衡。24 時空基準4.1.1 采用2000國家大地坐標系；采用獨立坐標系時應與2000國家大地坐標系建立聯(lián)系。4.1.2 采用1985國家高程基準；采用獨立高程基準時應與1985國家高程基準建立聯(lián)系。4.1.3 采用高斯-克呂格投影。4.1.4 采用公歷紀年，北京時間。精度4.2.1 平面坐標精度優(yōu)于5m，高程精度優(yōu)于10m，相鄰站點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云密度大于或等于4點/平方米，平均點間距小于或等于0.5m。4.2.3 點云高程中誤差不超過1m。4.2.4 DEMDEM格網間距為1m，成果高程中誤差不超過1.5m。人員4.3.14.3.24.3.34 時空基準4.1.1 采用2000國家大地坐標系；采用獨立坐標系時應與2000國家大地坐標系建立聯(lián)系。4.1.2 采用1985國家高程基準；采用獨立高程基準時應與1985國家高程基準建立聯(lián)系。4.1.3 采用高斯-克呂格投影。4.1.4 采用公歷紀年，北京時間。精度4.2.1 平面坐標精度優(yōu)于5m，高程精度優(yōu)于10m，相鄰站點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云密度大于或等于4點/平方米，平均點間距小于或等于0.5m。4.2.3 點云高程中誤差不超過1m。4.2.4 DEMDEM格網間距為1m，成果高程中誤差不超過1.5m。人員4.3.14.3.24.3.34.3.4具有冰川學基礎知識和冰川觀測經驗。具備在高寒冰川區(qū)作業(yè)的身體條件。GNSS觀測時，1臺掃描設備應至少配備4名工作人員。觀測條件宜在夏末，晴朗微風的天氣或陰天（無霧），選擇光線柔和時段進行觀測。工作流程采用地面三維激光掃描技術進行冰川觀測的工作流程如圖1所示。3技術準備數(shù)據(jù)應用圖1 工作程圖5技術準備資料收集應包括以下內容：a)b)c)d)e)觀測冰川幾何形態(tài)及冰川周邊的災害現(xiàn)象；觀測冰川及周邊的地質、地貌、氣象、水文和交通等有關資料；觀測區(qū)域地形圖、遙感影像、DEM、控制點資料等；儀器及相關材料準備應包括以下內容：技術準備數(shù)據(jù)應用圖1 工作程圖5技術準備資料收集應包括以下內容：a)b)c)d)e)觀測冰川幾何形態(tài)及冰川周邊的災害現(xiàn)象；觀測冰川及周邊的地質、地貌、氣象、水文和交通等有關資料；觀測區(qū)域地形圖、遙感影像、DEM、控制點資料等；儀器及相關材料準備應包括以下內容：GNSS注：溫度測量儀、濕度測量儀、能見度觀測儀、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并應在有效期內使用。人員培訓4質量檢查數(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。晴朗天氣觀測時應配置遮陽傘以防止太陽光損壞儀器。5.5.2 CH1016的還應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備。工作方案編制和軟件配置、人員配置、安全保障措施、時間安排、路線計劃、應急方案等。6數(shù)據(jù)采集掃描站布設要求如下：a)b)掃描站布設在視野開闊、地面穩(wěn)定的非冰川區(qū)域；0.8mA；冰川幾何形態(tài)復雜、通視性差時，應增加掃描站，必要時可搭建平臺架設掃描站；掃描站至目標物的距離滿足儀器測距精度的最佳工作范圍之內，且保證激光脈沖與目標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。晴朗天氣觀測時應配置遮陽傘以防止太陽光損壞儀器。5.5.2 CH1016的還應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備。工作方案編制和軟件配置、人員配置、安全保障措施、時間安排、路線計劃、應急方案等。6數(shù)據(jù)采集掃描站布設要求如下：a)b)掃描站布設在視野開闊、地面穩(wěn)定的非冰川區(qū)域；0.8mA；冰川幾何形態(tài)復雜、通視性差時，應增加掃描站，必要時可搭建平臺架設掃描站；掃描站至目標物的距離滿足儀器測距精度的最佳工作范圍之內，且保證激光脈沖與目標物之間的夾角大于或等于10°。c)d)掃描站坐標測量宜采用GNSS靜態(tài)測量方式，具體要求應符合GB50026的規(guī)定。點云數(shù)據(jù)采集要求如下：a)b)觀測前，應使儀器與外界氣溫趨于一致；）；3015%；c)d)e)數(shù)據(jù)導出U同時應清理掃描儀存儲的數(shù)據(jù)，釋放內存以便后續(xù)觀測使用。57 點云數(shù)據(jù)配準采用標靶點或特征地物點進行點云配準，配準要求應符合CH/Z3017的規(guī)定，特征點選取在地形穩(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。點云數(shù)據(jù)拼接宜采用標靶點或特征地物點進行相鄰掃描站的點云數(shù)據(jù)拼接。坐標系統(tǒng)轉換將地面三維激光點云坐標系統(tǒng)轉換為2000國家大地坐標系，坐標系統(tǒng)轉換方法應按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。高程系統(tǒng)轉換將地面三維激光點云高程系統(tǒng)轉換為1985國家高程基準，高程系統(tǒng)轉換方法應按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。降噪與抽稀CH/T8023的規(guī)定。DEM7.6.1 利用經過數(shù)據(jù)處理后的地面三維激光點云完成不規(guī)則三角網的構建。7.6.2 將不規(guī)則三角網按CH/T9008.2—2010中1:1000數(shù)字高程模型規(guī)定的格網尺寸內插。8 檢查要求7 點云數(shù)據(jù)配準采用標靶點或特征地物點進行點云配準，配準要求應符合CH/Z3017的規(guī)定，特征點選取在地形穩(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。點云數(shù)據(jù)拼接宜采用標靶點或特征地物點進行相鄰掃描站的點云數(shù)據(jù)拼接。坐標系統(tǒng)轉換將地面三維激光點云坐標系統(tǒng)轉換為2000國家大地坐標系，坐標系統(tǒng)轉換方法應按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。高程系統(tǒng)轉換將地面三維激光點云高程系統(tǒng)轉換為1985國家高程基準，高程系統(tǒng)轉換方法應按照CH/T8023的規(guī)定執(zhí)行。降噪與抽稀CH/T8023的規(guī)定。DEM7.6.1 利用經過數(shù)據(jù)處理后的地面三維激光點云完成不規(guī)則三角網的構建。7.6.2 將不規(guī)則三角網按CH/T9008.2—2010中1:1000數(shù)字高程模型規(guī)定的格網尺寸內插。8 檢查要求質量檢查應符合GB/T24356和GB/T18316的規(guī)定，且滿足工作方案要求。檢查內容DEMDEMCH/T102669 成果內容原始觀測數(shù)據(jù)宜以日期或名稱命名以方便歸檔，所產生的成果如下：——點云數(shù)據(jù)；——DEM數(shù)據(jù)；——掃描站點觀測資料及掃描記錄；————————成果規(guī)格9.2.1 點云數(shù)據(jù)以LAS格式存儲。9.2.2 DEMDEM數(shù)據(jù)以grid/tiff/img等柵格格式存儲。9.2.3 9 成果內容原始觀測數(shù)據(jù)宜以日期或名稱命名以方便歸檔，所產生的成果如下：——點云數(shù)據(jù)；——DEM數(shù)據(jù)；——掃描站點觀測資料及掃描記錄；————————成果規(guī)格9.2.1 點云數(shù)據(jù)以LAS格式存儲。9.2.2 DEMDEM數(shù)據(jù)以grid/tiff/img等柵格格式存儲。9.2.3 文檔材料以doc/docx/wps/pdf等格式存儲。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)產品；同時可提取冰川表面河、裂隙、冰塔林等信息