ОЦІНКА МІНІМАЛЬНО ВИЯВЛЮВАНИХ ДЕФОРМАЦІЙ ЗСУВНИХ СХИЛІВ ЗА ДАНИМИ БАГАТОРАЗОВОГО НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНУВАННЯ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-7-27

Ключові слова:

наземне лазерне сканування, зсувні процеси, мінімально виявлювана деформація, багаточасовий моніторинг, хмара точок

Анотація

У статті розглянуто проблему достовірного виявлення деформацій зсувних схилів за даними багато- разового наземного лазерного сканування (TLS). Незважаючи на високу точність сучасних геодезичних технологій, інтерпретація малих різниць між тривимірними геометричними моделями рельєфу усклад- нюється впливом низки похибок, а саме: безпосередньо вимірювань; суміщення різночасових хмар точок, отриманих під час лазерного сканування; геодезичної прив’язки. Перелічені похибки можуть призводити до хибних висновків щодо реальних деформацій зсувних схилів. Метою дослідження є розробка методики оцінки мінімально виявлюваних деформацій (Limit of Detection, LoD) з урахуванням впливу основних джерел похибок у TLS-моніторингу. Методика дослідження базується на інтеграції TLS-даних, отриманих за результатами неодноразових GNSS-вимірювань, та аналізі похибок на етапах збору, обробки та суміщення просторових даних. Для оцінки достовірності виявлених змін використано статистичний підхід, що враховує точність лазерного сканування, похибки реєстрації хмар точок та геодезичної прив’язки. Запропоновано формалізований критерій визначення порогу виявлення деформацій, який дозволяє відокремлювати реальні зміщення від шумів вимірювань. У роботі проаналізовано вплив геометрії поверхні сканування, щільності хмар точок та умов знімання на величину мінімально виявлюваних деформацій. Встановлено, що нерівномірність покриття поверхні, наявність зон тінювання та складна морфологія рельєфу істотно підвищують рівень невизначеності, що безпосередньо впливає на точність визначення змін деформацій зсувних схилів. Обґрунтовано необхідність оптимізації конфігурації станцій сканування та параметрів знімання для підвищення достовірності результатів. У результаті дослідження встановлено, що мінімально виявлювані величини деформацій залежать від умов знімання, геометрії сканування та якості інтеграції даних і можуть перевищувати номінальну точність окремих методів. Практичне застосування (запропонованого підходу) виконаних досліджень дозволяє підвищити достовірність інтерпретації результатів моніторингу, зменшити ризик помилкових висновків та оптимізувати процес виконання польових робіт. Отримані результати можуть бути використані для вдосконалення систем геодезичного моніторингу зсувних процесів, а також при розробці методик оцінки та раннього попередження геодинамічних ризиків

Посилання

Becker D., Raddatz L., Roussel C., Klonowski J. Analysis methods for deformation detection using TLS and UAS data on the example of a landslide simulation. International Journal of Geo-Engineering.2024. Vol. 15. P. 9. DOI: 10.1186/s40703-023-00203-z.

Chen X., Ban Y., Hua X., Lu T., Tao W., An Q. A method for the calculation of Detectable Landslide using Terrestrial Laser Scanning data. Measurement. 2020. Vol. 160. P. 107852. DOI: 10.1016/j. measurement.2020.107852.

Domazetović F., Šiljeg A., Marić I., Panđa L. A New Systematic Framework for Optimization of Multi-Temporal Terrestrial LiDAR Surveys over Complex Gully Morphology. Remote Sensing. 2022. Vol. 14, No.14. P. 3366. DOI: 10.3390/rs14143366.

Domínguez-Cuesta M.J., Rodríguez-Rodríguez L., López-Fernández C., Pando L., Cuervas-Mons J.,Olona J., González-Pumariega P., Serrano J., Valenzuela P., Jiménez-Sánchez M. Using Remote Sensing Methods to Study Active Geomorphologic Processes on Cantabrian Coastal Cliffs. Remote Sensing.

Vol. 14, No. 20. P. 5139. DOI: 10.3390/rs14205139.

Hosseini K., Reindl L., Raffl L., Wiedemann W., Holst C. 3D Landslide Monitoring in High Spatial Resolution by Feature Tracking and Histogram Analyses Using Laser Scanners. Remote Sensing. 2024. Vol. 16, No. 1. P. 138. DOI: 10.3390/rs16010138.

Huang G., Du S., Wang D. GNSS techniques for real-time monitoring of landslides: a review. Satellite Navigation. 2023. Vol. 4. P. 5. DOI: 10.1186/s43020-023-00095-5.

Shen N., Wang B., Ma H., Zhao X., Zhou Y., Zhang Z., Xu J. A review of terrestrial laser scanning (TLS)-based technologies for deformation monitoring in engineering. Measurement. 2023. Vol. 223. P. 113684. DOI: 10.1016/j.measurement.2023.113684.

Vivero S., Lambiel C., Delaloye R. et al. Kinematics and geomorphological changes of a destabilising rock glacier captured from close-range sensing techniques (Tsarmine rock glacier, Western Swiss Alps). Frontiers in Earth Science. 2022. Vol. 10. P. 1017949. DOI: 10.3389/feart.2022.1017949.

Voordendag A., Goger B., Klug C., Prinz R., Rutzinger M., Sauter T., Kaser G. Uncertainty assessment of a permanent long-range terrestrial laser scanning system for the quantification of snow dynamics on Hintereisferner (Austria). Frontiers in Earth Science. 2023. Vol. 11. P. 1085416. DOI: 10.3389/feart.2023.1085416

Wegner K., Durand V., Villeneuve N., Mangeney A., Kowalski P., Peltier A., Stark M., Becht M., Haas F. Multitemporal Quantification of the Geomorphodynamics on a Slope within the Cratère Dolomieu at the Piton de la Fournaise (La Réunion, Indian Ocean) Using Terrestrial LiDAR Data, Terrestrial Photographs, and Webcam Data. Geosciences. 2024. Vol. 14, No. 10. P. 259. DOI: 10.3390/geosciences14100259.

Winiwarter L., Anders K., Wujanz D., Höfle B. Influence of ranging uncertainty of terrestrial laser scanning on change detection in topographic 3D point clouds. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2020. Vol. V-2-2020. P. 789–796. DOI: 10.5194/isprsannals-

V-2-2020-789-2020.

Yin C., Li H., Hu Z., Li Y. Application of the Terrestrial Laser Scanning in Slope Deformation Monitoring: Taking a Highway Slope as an Example. Applied Sciences. 2020. Vol. 10, No. 8. P. 2808. DOI: 10.3390/app10082808.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-05-30