支持7大地质分析,成果一站输出,激光地灾调查方案来了

地质灾害隐患点多面广

植被覆盖不易测量

 

我国作为山地面积占全国陆地面积2/3的多山国家,绝大部分山区植被茂密,地形、地质情况复杂,极易发生滚石、塌方、滑坡、泥石流等地质灾害。地灾防治工作,直接关系到人民群众的生命财产安全,但地质灾害隐患点往往点多面广,地处高位且被植物覆盖,传统的人工调查很难及时发现这些隐患点。

如何突破传统人工调查和排查局限,构建基于星载平台、航空平台、地面平台的天-空-地一体化的多源立体观测体系,及时发现并预警地质灾害隐患点,是目前亟待解决的难题。

在地灾风险区详查阶段的主要使用光学遥感技术、无人机低空航拍和机载激光雷达等技术,其中光学遥感技术和无人机低空航拍在地质灾害隐患的早期识别方面存在一定的局限性。机载激光技术拥有独特的“多回波”,可以穿透植被间隙直达地表,快速构建高精度地形地貌,有利于在植被茂密的区域开展滑坡、崩塌、泥石流等地灾调查和风险评估研究。

 

七大地质分析

三维激光扫描技术破旧立新

确定调查区范围

通过卫星遥感影像或InSAR数据,观测地灾多发、易发地区的状况,可初步圈定详细调查区范围。

 

LiAir X3C-H数据采集

利用数字绿土机载激光雷达系统LiAir X3C-H对目标地物进行点云数据采集,通过LiAir X3C-H可获取高精度点云数据,提高内业成图精度,大大提高作业效率,不仅可以为地灾调查信息系统以及地灾工程治理提供可靠的基础数据支持,还可以有效指导地质灾害防治工作的开展。

数据成果主要包括测区的原始激光点云数据、高分辨率影像数据、POS数据和地面基站GNSS数据等。

 

数据预处理

提高成果精度可靠性

通过LiDAR360地面点分类功能对点云进行分类处理,可将植被等非地表数据分离出来,获取准确的地面点点云数据。

在地灾调查中,激光点云数据生产DEM一般会保留斜坡、石块、陡坎等微小地貌信息,这些信息常被认为是非常重要的成灾前兆特征,其精度可直接决定地灾评价的准确程度。

通过LiDAR360的分类编辑功能,对自动分类后的地面点数据进行检查和精细分类编辑,以保证地面点数据的准确性。

 

点云数据:

LiDAR360地质分析成果

 

1、山体结构面分析

山体结构面包括山体倾角和山体走向。

山体倾角可用于监测地形的稳定性、评估斜坡的稳定性。较大的坡度可能增加山体滑坡、崩塌、坍塌等地质灾害的风险,导致松散的土石发生移动,雨水径流速度增加,增加地表侵蚀和水土流失的风险。

倾角分布

倾向分布

倾角、倾向玫瑰图

山体走向决定了不同坡面对阳光的照射程度,从而影响局部气候。这可能导致不同坡面的植被分布、土壤水分含量等差异,对山体稳定性产生影响。

走向分布

走向玫瑰图

2、山体坡度分析

山体坡度是指山体表面与水平面之间的夹角,是描述山体斜坡陡峭程度的参数。当山体坡度较大时,地表的水流和重力作用更容易使斜坡发生滑动或崩塌,从而增加滑坡和泥石流等地质灾害发生的可能性。

 

3、山体坡向分析

坡向是地形指坡面的朝向。不同坡向的坡面受到的风化作用和侵蚀作用不同,因此地形的质量和稳定性也会有所不同。

 

4、水文分析

水文分析主要针对径流流向及路径进行调查。坡面的径流流向直接影响水分的流动路径。水流的集中可能导致地质灾害,对于降水事件,水流沿着坡面流动可能引发泥石流。

 

5、山体阴影

山体阴影是指在地图上绘制的地形阴影,用于模拟不同地形上的太阳光线效果。在地质灾害发生前,山体阴影的形态、大小和位置等特征可能会发生变化,这些变化可以作为预警的依据,还可以反映出地质灾害的严重程度。

 

6、地形粗糙度

地形粗糙度是一个描述地形表面特征的参数,通常用于描述地形的起伏程度和侵蚀程度。

 

7、地表沉降分析

地表沉降通常是由于地下水位下降、地质变动、地表建筑物的重量、土地利用不当等因素引起的。

 

影像数据:

三维沙盘构建

三维沙盘可以模拟地理区域或物体的三维模型,直观地表达地形起伏变化及地表特征,反映地表植被、水域、建筑信息,通过叠加气象、水文等数据进行分析,可进一步预测推演地质灾害隐患点。

 

点云+影像数据:

综合评估,确定隐患点

通过对测区山体地形的倾角、倾向、坡度、坡向、走向、山体阴影等分析,并对地表水流和地表粗糙度分析,解译出可能发生地质灾害的区域。结合调查区已有地质、水文、植被等信息,可对分析结果进行综合评估和再次解译,快速识别滑坡、泥石流等地质灾害隐患点。最后通过实地调查,确定地质灾害隐患点。

 

相对于传统的地质灾害测量技术,三维激光扫描测绘技术具有精度高、速度快、分辨率高、非接触式以及优良的兼容性等优势。对于地形高差相对较大、危岩体较多等困难场景,可利用三维激光的技术优势,保证内业成图精度与人员安全,减少外业时间及费用成本,为地质调查提供可靠数据。