丹巴地质灾害隐患早期识别关键技术研究

针对西南山区高山峡谷、植被茂密区域的地质灾害事件突发问题,本文基于机载LiDAR技术开展类似区域的地质灾害早期识别问题研究,介绍了机载LiDAR技术特点及基于该技术开展地质灾害早期识别的关键技术与方法。通过实地调查与验证表明该技术比传统光学遥感调查技术和人工排查具有优势,可用于地质灾害隐患的早期识别。     

复杂山区地质灾害机载激光雷达识别研究

地质灾害识别是灾害易发性评价以及监测预警的基础,采用传统的人工地面调查和卫星遥感方式在地形条件复杂的高植被覆盖山区进行地质灾害识别具有较大困难。机载激光雷达技术(light detection and ranging, LiDAR)的发展为高植被复杂山区的地质灾害识别提供了新的解决方案。利用获取的机载LiDAR点云数据,通过点云滤波、空间插值生成了高分辨率数字高程模型(digital elevation model, DEM),结合天空视域因子(sky view factor,SVF)的DEM可视化方法,开展了中国四川省丹巴县城周边135 km~2的地质灾害识别研究工作。共解译出地质灾害146处,总面积约46.48 km~2,占研究区总面积的33.4%,并通过现场实地调查验证了机载LiDAR识别结果的可靠性。在此基础上分析了该区地质灾害的空间分布规律及其影响因素。研究结果为高植被复杂山区的地质灾害识别提供了一定参考,并为丹巴县地质灾害防治与风险评价提供数据支撑。     

无人机机载LiDAR技术在抽水蓄能电站库区岩溶识别中的应用

西南岩溶山区,植被茂密,地形陡峻,传统地面岩溶调查手段效率低且危险性高。本文采用机载LiDAR技术,获取四川某抽水蓄能电站库区激光点云和光学影像数据,结合室内解译和野外复核,开展区域岩溶识别工作。查明了库区内岩溶发育分布情况,根据岩溶形态划分为岩溶漏斗、岩溶洼地及落水洞3类。基于已有资料和LiDAR数据成果提取库区高程、坡度、坡向、构造、岩性及汇水区因子,并分析了岩溶发育的分布规律。结果表明,无人机机载LiDAR技术可精准快速识别抽水蓄能电站库区岩溶分布特征,为水电站前期勘察设计提供了新的技术手段。     

联合InSAR和LiDAR的油气管道沿线地质灾害隐患早期识别

川东北地区地质条件复杂、地质灾害多发,对管道的安全运营构成了一定的威胁,因此有必要采用科学有效的方法识别管道沿线地质灾害隐患。本文以达州市某油气管线为例,利用InSAR开展区域形变监测,并结合高精度光学遥感初步识别管道沿线地质灾害隐患;同时运用机载LiDAR技术获取重点区域坡体形变精细化特征及迹象,对地质灾害隐患进一步确认。结合调查资料成功识别出10处地质灾害隐患点,其中管线附近有4处历史滑坡或不稳定斜坡,3处新发现的地质灾害隐患点。研究表明,该方法体系能有效识别油气管道沿线潜在地质灾害隐患,可为管道沿线地质灾害防治提供科学依据。     

基于天-空-地一体化的重大地质灾害隐患早期识别与监测预警

中国地质灾害点多面广，且大多地处高位并被植被覆盖，传统的人工调查排查在一些地区进行地质灾害隐患识别已显得无能为力，这也是近年来绝大多数灾难性地质灾害事件都不在预案点范围内的主要原因。提出通过构建天-空-地一体化的“三查”体系进行重大地质灾害隐患的早期识别，再通过专业监测，在掌握地质灾害动态发展规律和特征的基础上，进行地质灾害的实时预警预报，以此破解“隐患点在哪里”“什么时候可能发生”这一地质灾害防治领域的难题和国家急切需求。“三查”体系首先通过光学遥感和合成孔径雷达干涉测量技术（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）实现区域扫面性地质灾害隐患的普查，随后利用机载激光雷达测量技术（light laser detection and ranging，LiDAR）和无人机摄影测量实现高地质灾害风险区段和重大地质灾害隐患的详查，最后采用现场调查、地面与坡体内部监（探）测等手段，实现重大地质灾害隐患的复核确认和排除，即核查。监测预警则是通过InSAR和地面观测手段（如全球导航卫星系统、裂缝计等），在掌握滑坡崩塌的变形规律和阶段以及时间-空间变形特征的基础上，建立分级综合预警体系，并利用地质灾害实时监测预警系统，逐步实现地质灾害监测预警的实用化和业务化运行。     

孕灾机理与综合遥感结合的三峡库首顺层岩质滑坡隐患识别

隐患识别是实现地质灾害从注重灾后救助向注重灾前预防转变的重要技术工作。本文以三峡库首秭归沙镇溪镇周边岸坡段顺层岩质滑坡隐患识别为基础,提出基于孕灾机理与综合遥感相结合的地质灾害隐患识别方法。首先,借助资料整理分析、遥感调查和现场调查等查明孕灾环境,并建立孕灾指标体系;其次,针对典型灾害体开展地质结构与致灾机理分析,以揭示典型孕灾模式,并建立综合遥感判识标志;再次,采用易发性分区评价,结合高分光学卫星遥感与InSAR等天基遥感变化检测技术,圈定隐患识别的易发重点靶区;然后,针对高易发靶区,利用无人机摄影测量、LiDAR等空基遥感技术识别疑似隐患体;最后,通过地面核查与专家判识,确认并圈定地质灾害隐患。利用该套技术方法,在工作区内共识别出8处地质灾害隐患,其中5处为具备孕灾模式但尚未出现明显变形的顺层岩质滑坡隐患体。结果表明,该套技术方法以查明孕灾环境及建立孕灾模式为核心与前提、以综合遥感探测为重要技术支撑,可以弥补目前主要依赖遥感变化探测开展隐患识别易造成精度较低甚至失效的缺陷,尤其适合于山高坡陡、植被覆盖茂密地区的隐蔽性、突发性地质灾害的隐患识别。     

结合机载和地面LiDAR数据的建筑物重建技术

机载LiDAR数据虽然能够快速地获取建筑的顶面信息,但是不能够有效地获取建筑物的侧面信息。地面三维激光扫描仪能够有效地获取建筑物的立面信息,但获取建筑的顶面信息较困难。针对机载和地面LiDAR数据在精细建模中存在的问题,采用机载地面LiDAR数据相结合的方式对建筑物进行精细的建模,实验结果表明,采用该法能够实现建筑物的精细建模。     

九寨沟核心景区多源遥感数据地质灾害解译初探

2017-08-08T21:19:46四川省九寨沟县发生7.0级地震,震中位于九寨沟核心景区内。地震触发了数千处崩塌、滑坡灾害,对九寨沟熊猫海等旅游景观和景区道路造成较严重破坏。景区内山高坡陡、植被茂密,地质灾害隐蔽性强,传统的地质灾害排查方法遇到极大困难。采用机载激光雷达和高分辨率光学影像数据联合开展九寨沟景区地质灾害解译工作,给出了高植被覆盖山区地质灾害激光点云采样密度建议值,结合区域地质资料及现场调查初步划分了地层岩性和断裂构造,利用光学影像和数字高程模型综合建立灾害三维解译标志,由此获取已有地质灾害、同震地质灾害及灾害隐患发育分布特征,为景区恢复重建提供技术支撑。     

基于机载LiDAR数据的广西困难地区高精度DEM生产研究

数字高程模型(DEM)利用有限的地形高程数据实现对地表形态的数字化模拟,是测绘部门数据生产的重要内容.当前DEM生产主要采用交互式数字摄影测量方式,不仅需要投入大量人力,极为依赖经验,同时生产效率也较为低下.近年来兴起的机载激光雷达(LiDAR)技术为DEM获取提供了一种新的途径.本文以广西植被茂密区和陡石山区的点云数据为例,研究在广西困难地区应用机载LiDAR技术进行高精度DEM生产的可行性,并利用同区域的数字广西地貌成果对所生产的DEM进行精度验证.结果表明,应用机载LiDAR数据进行DEM生产不仅将植被茂密区的生产效率提升了25％,陡石山区的生产效率提升了7倍以上,同时数据精度能够满足1:10000 DEM的要求,在广西传统DEM生产困难地区具有极大的优势.     

倾斜航空摄影技术及在地质调查中的应用研究——以三峡库区巫峡地区为例

三峡库区巫峡段是滑坡和危岩崩塌的易发与多发地段,严重危及长江航道安全。倾斜航空摄影技术能精细刻画观测物的侧面纹理信息,为地质灾害隐患早期识别提供基础数据。文章在阐述和分析倾斜航空摄影技术的基础上,联合获取的倾斜航空影像、机载定位定姿系统(position and orientation system,POS)数据和地面控制点进行了三维模型制作,以地质、地貌、水文等因子建立地质灾害危险性评价模型,通过室内解译和野外调查基本查明了工作区内新发地质灾害发育情况及分布规律,摸清了各区域内控制地质灾害发生的主要因素,掌握了区内地质灾害易发性特征及灾害隐患情况。     

数字正射影像结合LiDAR数据在山区测绘中的应用

随着信息化社会的到来，现代水利测绘已经由传统测绘向信息化测绘发展，无人机技术应用于测绘行业推进了信息化测绘进程。本文探讨了如何有效利用无人机技术解决测绘领域在山区遇到的问题。固定翼无人机能及时获取地面数字正射影像数据，捕获裸露地面的平面和高程，但是无法获取植被覆盖下的地表高程信息，因此，本文通过机载激光雷达获取植被覆盖下的LiDAR点云数据；将二者数据相结合，再通过EPS软件生成三维地表模型，可以快速获取任何测区地物和地形数据，不仅提高了工作效率，还降低了外业劳动强度。     

机载激光LiDAR在密林山区测绘中的应用研究

为解决山区测绘的高程问题,本文利用机载激光雷达采集了山区点云并通过点云滤波的手段获取了山区地表点的高程数据,通过实验验证和分析可知,机载激光雷达在山区的地表点云有着很高的精度和密度,能够很好地满足山区地形测绘的要求。     

机载LiDAR在高精度滩涂DEM制作中的关键技术分析

机载LiDAR可快速获取高密度的地表三维几何信息，具有全天候、主动观测、对地物间缝隙有一定穿透性等优点，在滩涂测绘中具有很大优势。本文对宁波市激光雷达滩涂测绘工作进行了经验总结，首先介绍机载LiDAR技术在滩涂测绘中的优势，然后在LiDAR数据处理基础上，重点分析高精度滩涂DEM制作的关键技术，最后对DEM产品进行精度评定。     

机载LiDAR点云获取与高精度DEM建设关键技术探讨

结合广东省机载LiDAR点云获取与高精度DEM建设项目，介绍了项目总体技术路线，针对项目难点，从设备选择、点云密度设计、植被覆盖密集山区数据获取方法、点云数据分类组合算法、空白区处理等5个方面的关键技术进行了探讨，并提出解决方案，为同类项目的设计与实施提供参考。     

高光谱和LiDAR联合反演森林生物量研究

估算森林地上生物量(AGB)对于全球实现碳中和目标至关重要。本文以美国缅因州Howland森林为研究区域,借助地面实测样地数据,对比分析协同不同数据源(高光谱和LiDAR)和机器学习算法(随机森林、支持向量机、梯度提升决策树和K最邻近回归)的研究,以改善Howland森林的生物量估计精度。结果表明,采用LiDAR和高光谱植被指数变量模型的最佳精度分别为0.874和0.868,协同高光谱和LiDAR变量并采用梯度提升决策树回归模型的精度为0.927,即多源遥感数据要优于单一数据源。高光谱和LiDAR数据的协同使用对于提高类似于Howland地区或更广泛区域的生物量估计的准确性,具有普遍的适用性与一定的应用前景。     

地质灾害航空遥感技术应用现状及展望

我国地质灾害发生十分频繁,因灾损失尤为严重,近年来发生的多起重大地质灾害事件表明高植被覆盖山区,以及一些受地形条件限制人迹罕至区域的地质灾害防治工作仍是传统群测群防的难题。航空遥感技术因其独特视场角、机动灵活等优势可快速高效地揭示地质灾害的空间分布特征和时空演化规律,在地质灾害调查评价、应急响应等方面发挥了重要作用。本文在简要概述航空遥感技术、平台及传感器的基础上,系统总结了国内外航空遥感在地质灾害识别解译、调查评价、长期监测、应急响应、VR展示等方面的研究应用,阐述了目前地质灾害航空遥感应用所面临的机遇和挑战,并对航空遥感在地质灾害应用研究的发展趋势做出了展望。     

双轨D-InSAR技术监测矿区地面沉降的应用

合成孔径雷达差分干涉测量(Differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR)技术在矿区地面沉降监测领域具有独特的优势和巨大的发展潜力。为分析并掌握济宁某矿区地面沉降的变化状况,选取具备高穿透植被能力的L波段的ALOS PALSAR数据,基于双轨D-InSAR技术对采煤塌陷进行动态监测,获取矿区的形变信息,并与水准数据进行对比分析,进而为有效的进行矿山地质环境保护与治理恢复提供一定的理论依据和技术支持。     

机载LiDAR技术支持下的荒漠地区1:10 000地形图测绘与研究——以内蒙古阿拉善地区为例

尝试应用机载LiDAR技术测绘1：10 000比例尺地形图3D（DLG、DEM、DOM）产品，给出了机载LiDAR测绘3D产品的技术流程，并选择荒漠地区作为试验区，验证了此种技术方法在荒漠地区测绘3D产品的可行性，分析了成果精度。试验证明，该方法可以满足荒漠区域的1：10 000比例尺3D基础数据生产要求，且具有外业工作量小、自动化程度高、成图快、高程精度高、受外界环境影响小等优点，同时也总结了该方法中有待完善之处。该方法为荒漠地区3D基础测绘数据获取提供了有益借鉴。     

机载LiDAR系统及其在水利中的应用

机载LiDAR系统是一种主动式的对地观测系统,主要由中心控制单元、POS系统、激光扫描测距系统和数码相机组成。可以精确、快速地获取地面3维数据以及与其匹配的影像数据,从而生成高精度的4D产品。文中论述了LiDAR工作原理,介绍了机载LiDAR系统的组成,LiDAR数据的处理流程。最后,探讨了机载LiDAR系统在水利行业中的应用。