基于无人机航测及Rhino-griddle平台的FLAC3D复杂三维地质体建模技术应用

FLAC3D作为ITASCA公司开发的经典岩土数值分析软件,对于复杂三维地质体模型的建立较为困难。本文以甘肃省某滑坡为例,提出以无人机航测影像为基础,采用DJI Terra或者ContextCapture制作可视化三维模型,通过EPS软件提取的等高线在Rhino-griddle平台进行地质体建模,最后将所建模型导入FLAC3D进行稳定性计算,结果表明：基于无人机影像获取的滑坡地形建模与实际地形、地质结构等吻合度极高,能够很好的解决FLAC3D前期建模困难的问题,基于FLAC3D的强度折减法稳定性分析计算结果与滑坡现场实际变形情况基本一致,即将无人机航测应用于复杂三维地质体建模及模型稳定性分析的方法实现了对滑坡发展趋势的快速评价,能够为滑坡等地质灾害的快速、精细化调查与应急分析提供参考。     

免像控无人机航测技术在舟曲县立节北山滑坡-泥石流灾害应急处置中的应用

近年来,无人机航测技术在地质灾害防治领域广泛应用,特别是在突发性地质灾害应急处置中优势显著。免像控无人机航测技术能够快速获取测绘数据,跟传统航测方法相比,极大的节约了时间和人力成本。文中利用大疆精灵Phantom 4 RTK无人机,对甘肃省舟曲县立节北山滑坡-泥石流灾害进行免像控航测数据获取和处理。根据航测成果快速获取了滑坡形态特征、泥石流沟道特征等相关参数, 分析了滑坡变形迹象,并应用实地测量数据进行免像控航测精度评价分析。研究结果表明:滑坡形态特征、泥石流沟道特征、变形迹象均与实地相符,检核点精度满足《低空数字航空摄影测量内业规范》（GH/Z 3003—2010）数据生产规范,成果数据可用于灾害体变形特征分析、几何参数快速提取,辅助分析评估险情、灾情。对突发性地质灾害应急处置中无人机测绘数据的快速获取工作具有一定的借鉴意义。     

高精度倾斜摄影在高位滑坡灾害应急监测中的应用

无人机倾斜摄影技术构建全景真三维影像极大提高了单体灾害解译的精度及准确度,也可以用于研究单体灾害动态演变规律的数据积累,降低了多期数据获取的难度和成本,为应急救援决策提供更加科学的技术支撑。本文以利用旋翼无人机倾斜摄影技术在茂县6·24地质灾害应急调查的成功实践为基础,系统地建立了一套基于旋翼无人机倾斜摄影技术的高位滑坡单体地质灾害应急调查方法,并在会东老君洞高位滑坡地质灾害应急中证明该方法的适用性,大大提高单体灾害应急处置效率。     

高精度倾斜摄影在高位滑坡灾害应急监测中的应用

无人机倾斜摄影技术构建全景真三维影像极大提高了单体灾害解译的精度及准确度,也可以用于研究单体灾害动态演变规律的数据积累,降低了多期数据获取的难度和成本,为应急救援决策提供更加科学的技术支撑。本文以利用旋翼无人机倾斜摄影技术在茂县6·24地质灾害应急调查的成功实践为基础,系统地建立了一套基于旋翼无人机倾斜摄影技术的高位滑坡单体地质灾害应急调查方法,并在会东老君洞高位滑坡地质灾害应急中证明该方法的适用性,大大提高单体灾害应急处置效率。     

无人机遥感系统在国土资源执法监察中的应用研究

无人机遥感系统是一种新型的高分辨率影像数据快速获取方式,具有高效快速、精细准确、作业成本低等特点。本文介绍了无人机遥感系统的组成、特点,设计了无人机遥感系统在国土资源执法监察中应用的技术流程,并以芜湖县湾沚镇为航摄区域进行实例验证分析。通过遥感影像的几何校正、空三加密、图像拼接和数据精度分析等数据预处理,套合比对2011年度的卫星影像数据和第二次土地调查的土地利用现状数据库,对国土资源执法监察区域的土地利用变化情况进行了初步评价,取得了较好的效果。     

三维大规模滑坡离散元建模与模拟研究——以茂县新磨村滑坡为例

数值模拟是研究高速远程滑坡的重要手段。本文以茂县新磨村滑坡为例,提出一种三维大规模滑坡离散元建模与数值模拟方法。基于离散元法宏微观转换公式和数值模拟测试,快速得到与滑坡体砂岩力学性质类似的离散元堆积模型。并结合滑坡数字高程数据和地层信息,建立起符合滑坡实际地层条件和岩体力学性质的三维离散元薄壳模型,模拟了新磨村滑坡启动、高速下滑和堆积的全过程。模拟结果与实际的滑坡堆积体在形态和分布上非常相似,并且模拟的滑坡速度场变化特点和时间范围与理论估算与实测地震信号较为一致,验证了数值模拟结果的可靠性和方法的有效性。论文共享了数值模拟源代码,可快速构建三维滑坡数值模型,为高速远程滑坡的数值模拟研究和相应灾害范围评估提供一个可选的方法。     

突发地质灾害中应急数值模拟技术应用浅析

以滑坡为例,通过综合分析大量前人研究成果,阐述数值模拟在常规状态地质灾害稳定性分析、滑坡机制分析和滑动过程推演中的应用状况,总结数值模拟技术应用于地质灾害应急的基础,比较常规状态和应急情境下数值模拟技术条件的区别,明确应急数值模拟过程特点,提出应急数值模拟技术关键问题。最后,以峨眉山九里镇王山—抓口寺滑坡灾情为例,结合非连续变形分析方法（DDA）大变形和真实时间模拟的优势,进一步研究了数值模拟在灾情应急过程中启动原因和滑动过程反演的实际应用。结果表明,滑体滑动过程中最大水平位移约87m,峰值速度7m·s-1,滑距约38m,前缘堆积厚度53m,滑坡滑动过程持续时间70s左右,与应急调查结果相符。模拟结果有助于理解滑坡发生机制,有助于确立滑坡应急防治重点,辅助应急决策效果明显。     

杨柳垭滑坡应急处置工程实践

以杨柳垭滑坡应急处置为例,研究控制推移式滑坡体变形成灾的途径。从变形特征、工程地质、处置过程和工程措施4个方面分析其应急措施。现场监测和数值模拟对各项工程的效果检验表明,推移式滑坡抢险可通过后缘减载、前缘堆载、抗滑桩和地表截排水,进行治理。     

多源遥感数据在新疆精河县震后滑坡调查中的应用

文章将高分二号（GF-2）和高景一号（Superview-1）等高分辨率卫星影像应用于精河县滑坡应急调查中,采用二、三维一体化技术解译疑似滑坡点20处,并以GF-2号卫星数据为基础,结合1:10万地质图勾画了研究区地层岩性分布图。由此,总结出滑坡点主要沿精河分布,坡体坡度一般介于42~60°之间,并大部分发生于头苏泉组（D2to）地层中的规律,为今后地质灾害的应急调查提供参考、示范。     

贵州2010年6月28日关岭滑坡遥感应急调查

2010年6月28日,贵州省关岭县发生大规模滑坡,2010年6月30日中国国土资源航空物探遥感中心根据国土资源部中国地质调查局的部署,紧急派机飞往灾区进行航摄,获取了灾后第3天的高分辨率航摄图像数据,经正射处理后,进行解译提供灾区使用。该解译以QuickBird数据、航摄数据及1∶50 000数字地形、航摄立体像对生成的DEM分别作为滑坡前后的遥感数据源及地理控制数据源。采用数字滑坡技术估算了628关岭滑坡灾害的灾损,解译了滑坡的形态结构及运动方式,利用滑坡前后DEM计算了原斜坡滑走及堆积的滑坡方量,分析了628关岭滑坡成因及存在的地质灾害隐患,并提出防治措施建议。     

基于无人机遥感信息的地质解译方法及在地质调查中的综合应用研究

为了更加系统、全面地从无人机航拍资料中提取相关地质信息,让无人机更好地服务于地质调查工作。本文研究了利用无人机航拍影像资料进行地质宏观分析的思路以及基于三维彩色数字地面模型进行地质点、线、面、体等信息获取的工作流程,同时形成了一套利用无人机进行辅助地质调查工作的技术方法。通过在滑坡灾害地质调查实际工作中的具体应用验证了基于无人机辅助开展地质调查工作的可行性和高效性。该方法对如何基于无人机航空地质测绘进行全面系统地质资料的有效获取和地质综合调查具有一定指导意义。     

基于无人机倾斜摄影的黄土滑坡信息多维提取与应用分析

本文针对黄土地区地质灾害调查与评估需求,探索了一种基于无人机倾斜摄影影像和飞控数据的滑坡单体信息多维提取的方法。通过影像处理获得的DEM、DOM和实景三维模型等多维数据,对贾家村滑坡坡形、坡度、相对高差、植被覆盖率、纵坡比降、表面积与物源体积进行定量提取,结合区域气象数据分析了贾家村滑坡年均降雨量时空分布规律,利用相关地质资料分析了其地层岩性特点和区域地质构造情况,为准确评定其稳定性及危险性提供既高效又准确的定性、定量参考依据。     

基于无人机遥感的矿山地质灾害解译

矿山地质环境调查是为了查明在矿产资源开采过程中遇到或者诱发的地质环境问题并对其作出评价和预测。传统的人工地质环境调查方法正面临时效性和安全性的挑战,无人机遥感正是取代人工地质环境调查的手段之一。基于2016年10月在北京市门头沟区的一次无人机飞行获取的数据,使用Pix4Dmapper等软件生成正射影像、数字高程模型以及三维模型,然后对该区进行遥感地质解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、煤矸石堆、其他渣堆的解译标志,形成了一套适用于矿山的无人机遥感的地质灾害解译方法流程,通过实地验证,证明无人机遥感地质灾害解译效果良好,适合在矿山地质灾害监测方面推广应用。     

A large-scale obliquely inclined bedding rockslide triggered by heavy rainstorm on the 8th of July 2020 in Shiban Village,Guizhou, China

A large-scale obliquely inclined bedding rockslide, activated by a heavy rainstorm, occurred on July 8, 2020, at 7:05 (UTC?+?8) in Shiban Village, Songtao Miao Autonomous County, Guizhou Province, China. The loss of life in this event was greatly reduced owing to the local warning system for rainstorm-induced geohazards. To understand the failure characteristics, triggering factors, the genetic mechanism of the landslide, the geomorphological features, geological characteristics, hydrological conditions, and rainfall characteristics were systematically studied by a synthetic approach including field investigations, satellite imagery, unmanned aerial vehicle (UAV) photography, laboratory tests, and rainfall data statistics. The results indicated that the interface between the soft and hard rock, the well-developed joints, and the free face in front of the slope constituted the boundaries of this landslide. The concave topography at the back and southern edge of the landslide, the bare ground, and the cataclastic structure of the rock mass provided favorable conditions for the collection or infiltration of rainwater. The concentrated rainstorm was the direct trigger for the landslide, which led to a rapid inflow and retention of rainfall in the landslide through favorable landform and geological conditions. The groundwater recharge that cannot be drained in time caused the mechanical deterioration of rock mass and induced a rapid increase in pore water pressure in the landslide. Moreover, the water level of the Ganlong River at the toe of the slope also rose rapidly, and the uplift pressure in front of the slope increased accordingly. Under the combined action of these adverse factors, the overall anti-sliding force of the slope was less than the sliding force, finally resulting in the landslide. Remarkably, the local warning system for rainstorm-induced geohazards successfully forecasted the landslide, but the shortcoming is that the forecast time in advance is short. Nevertheless, the prediction has significantly reduced human casualties and provided valuable experience for the prediction of this type of landslide.

     

贵州金海湖新区田湾子滑坡活动特征及成因机理分析

2022年1月3日18时55分,贵州毕节市金海湖新区归化街道田湾子发生一起顺层滑坡,形成约3.5×104?m3的堆积体,造成14?人遇难,3?人受伤。综合应用无人机航拍、现场测试等技术手段,文章详细描述了现场的地质调查,初步分析了滑坡体特征、滑坡发生的运动过程和成因机理,并对滑坡残留体的潜在危险进行了监测和分析,为现场救援行动提出搜救建议。初步研究结果认为,滑坡源区特殊的地形地貌条件、风化碎裂的泥质白云岩和不利的岩体结构面是滑坡形成的内因,边坡开挖扰动致斜坡的地表形态和应力分布发生改变是滑坡发生的外因。田湾子滑坡发生前斜坡无明显的变形迹象,灾害发生具有突发性,造成了较大的人员伤亡和经济损失,深入研究田湾子滑坡的形成过程和成灾机理,对贵州山区存在类似条件的地质灾害隐患防治工作具有现实的指导意义。     

基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术

随着地质研究目标精细化和复杂化,地质体表征的尺度越来越小,难度越来越大,已有储层分布及预测的方法亟待改进。基于此,在分析传统野外地质考察局限性的基础上,介绍了无人机装置与倾斜摄影的技术特点,提出了基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术,利用无人机采集野外露头模型进行了储层构型分析。研究表明:1）传统野外地质考察至少有七方面的局限性;2）无人机倾斜摄影有明显的创新性和技术优势。采集处理后的数据模型带有三维坐标信息（经度、纬度、海拔）与图像信息,可以准确表征模型中任意位置点坐标和图像,因此,三维野外露头构型分析有了良好的资料基础;3）通过实例分析发现,采集处理后的模型精度高（分辨率约3~5 cm）,对砂体内部结构认识的定量化与精细化程度增高。无人机倾斜摄影技术不仅使数字露头成为现实,也是辅助地质学家进行高效野外考察的可靠技术。     

山区地质灾害应急调查的内涵及方法分析评述

地质灾害应急调查是针对突发性地质灾害或险情进行的紧急调查,需在一至数日的调查期间及时提供实时信息,并尽快提交应急调查报告,为地质灾害应急救援和处置提供科学依据和技术支撑。根据应急调查技术条件,划分为单点和群发地质灾害应急调查两大类。文章论述了山区地质灾害应急调查主要工作流程,即:基础资料准备、现场协调会议、制订工作方案及协调安排、卫星及无人机遥感调查、野外应急调查、资料综合研究及报告编写,以及各个环节的主要工作方法。地质灾害应急调查主要采用野外现场调查访问、地质测绘与卫星定位以及高分辨率卫星遥感、无人机航拍等便捷有效的工作方法。文中定义了地质灾害应急调查,详细分析评述了山区地质灾害应急调查的基本规则、调查方法和技术要求。      

贵州兴义滑坡特征及过程预警研究

由于滑坡岩土体结构的复杂性和破坏机制的多样性,滑坡预警一直以来都是全球性难题,极具挑战性。本文论述了贵州省兴义滑坡特征及其成功预警,并分析了滑坡成功预警的关键因素。在对滑坡现场进行地质调查的基础上,综合应用卫星遥感、无人机航拍、LiDAR、地表位移监测等技术手段,初步分析结果认为,兴义滑坡属于典型的含软弱夹层的顺层岩质滑坡,滑源区坡体为2014年首次滑动后形成的不稳定斜坡,在不利的坡体结构加之与软弱夹层组合的地质条件下,受到长期重力及地下水作用,最终演变成滑坡地质灾害。兴义滑坡至2014年第一次滑动后,后缘山体对前缘公路和居民就产生了威胁,2019年2月17日凌晨5时53分,贵州省兴义市马岭镇龙井村兴-马大道旁约96×104 m3的山体再次发生顺层滑动。在滑坡发生前,研究人员就在滑坡体上安装了全球导航卫星系统(GNSS)和自适应性裂缝计两种位移监测传感器,对滑坡变形进行持续监控。现场监测数据实时传输到研究人员自主研发的“地质灾害监测预警系统”中,系统通过多种阈值综合预警模型自动计算监测数据并发布预警结果,在滑坡进入临滑阶段后,系统提前53 min发出了红色预警,完全避免了人员和经济损失。该滑坡的成功预警体现了自主研发的地质灾害监测预警系统、预警模型、监测仪器三者的适用性,可为今后类似滑坡的监测预警研究及应用提供借鉴。