[發(fā)明專利]一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911260239.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN110986767B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文龍;林濤;江波;朱生亮;曹洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州省山地資源研究所
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/06;G01B11/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 胡緒東

1.一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

（1）選擇三維激光掃描儀：選擇Leica三維掃描儀，掃描距離精度不小于1.2mm+10ppm；

（2）布設(shè)標(biāo)靶控制網(wǎng)：首先根據(jù)掃描單根石筍確定掃描區(qū)域，圍繞掃描區(qū)域布設(shè)控制標(biāo)靶，保證相鄰架站之間至少有兩個(gè)公共點(diǎn)，標(biāo)靶布設(shè)要求上下、左右擺放錯(cuò)落，架站次數(shù)確保掃描石筍頂面盲區(qū)能夠掃描，第一次掃描時(shí)將布設(shè)標(biāo)靶固定，后期掃描均參照固定標(biāo)靶進(jìn)行掃描；

（3）掃描儀架設(shè)與石筍掃描：沿監(jiān)測(cè)區(qū)域固定旋轉(zhuǎn)架并做好位置標(biāo)記，將掃描儀安裝在旋轉(zhuǎn)架上進(jìn)行掃描，并掃描固定標(biāo)靶，架站時(shí)調(diào)整掃描儀底部的調(diào)平架的旋鈕使掃描儀處于水平位置，掃描時(shí)采用Remote Control via Apple的平板電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，并在iPadPro上實(shí)時(shí)查看掃描的進(jìn)度和接收的數(shù)據(jù)；

（4）點(diǎn)云拼接：掃描完成后將圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Cyclone軟件，在Cyclone軟件中對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)以公共標(biāo)靶為參照進(jìn)行自動(dòng)拼接，并檢驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差，整體拼接誤差控制在1mm以內(nèi)；

（5）監(jiān)測(cè)周期與掃描頻次：石筍沉積監(jiān)測(cè)周期為至少2個(gè)水文年，按月或季度進(jìn)行多次掃描監(jiān)測(cè)，獲取連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

（6）石筍沉積動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析：將不同月份或季度的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過LeicaCloudWorx插件加載到3DReshaper第三方軟件中，對(duì)多期三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較分析，根據(jù)軟件中分析導(dǎo)入生成的三維模型的表面積、體積、生長(zhǎng)高度的變化量，獲得監(jiān)測(cè)石筍的高度和體積變化量，并出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，根據(jù)逐月數(shù)據(jù)或季度數(shù)據(jù)和石筍沉積生長(zhǎng)量繪制生長(zhǎng)曲線；

（7）石筍沉積質(zhì)量變化監(jiān)測(cè)：根據(jù)單根石筍進(jìn)行平均取樣，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行密度試驗(yàn)，求得平均密度，與步驟（6）中獲得的體積變化相乘，計(jì)算監(jiān)測(cè)石筍的沉積質(zhì)量，并制作相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表或變化曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟（3）中旋轉(zhuǎn)架包括環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）、十字交叉滾子軸承（2）、內(nèi)環(huán)齒輪（3）、環(huán)形支撐臺(tái)面（4）、支撐腿（5）和主動(dòng)齒輪（7），環(huán)形支撐臺(tái)面（4）固定連接在多根支撐腿（5）上，環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）通過十字交叉滾子軸承（2）連接到環(huán)形支撐臺(tái)面（4）上，內(nèi)環(huán)齒輪（3）固定連接在環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）上且位于環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）內(nèi)側(cè)面處，主動(dòng)齒輪（7）與內(nèi)環(huán)齒輪（3）相嚙合，主動(dòng)齒輪（7）固定連接在步進(jìn)電機(jī)（8）的電機(jī)軸上，步進(jìn)電機(jī)（8）固定連接在環(huán)形支撐臺(tái)面（4）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：每根支撐腿（5）包括上套管（9）和下嵌管（10），下嵌管（10）上端插入到上套管（9）內(nèi)并在連接處采用鎖定機(jī)構(gòu)鎖緊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：多根上套管（9）采用上下兩排加固環(huán)（11）固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）上安裝有固定板（6），固定板（6）上設(shè)置有連接掃描儀接口。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：環(huán)形支撐臺(tái)面（4）上安裝有圓形光柵尺（12），圓形光柵尺（12）的讀數(shù)頭固定連接在環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)板（1）上。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：鎖定機(jī)構(gòu)包括鎖定螺母（13），上套管（9）下端設(shè)置管螺紋部，管螺紋部設(shè)置U型缺口（14），鎖定螺母（13）螺旋連接在管螺紋部上。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種喀斯特洞穴石筍沉積監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步進(jìn)電機(jī)（8）連接到控制器，控制器連接有圓形光柵尺（12），控制器通過無線模塊連接到便攜式終端。