机载激光雷达技术在滑坡调查中的应用——以三峡库区张家湾滑坡为例

doi:10.6046/gtzyyg.2019.01.24

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机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)技术具有受天气干扰小、能穿透一定厚度植被获取地表信息和数据处理过程相对简单等优势。通过与定位定向系统(position orientation system,POS)集成,机载LiDAR点云数据可快速生成精细数字高程模型(digital elevation model,DEM)。DEM是滑坡调查与监测的一种基础图件,其精细程度可直接反映地表形态的微小变化。通过DEM可在三维环境下准确地对滑坡特征参数进行定量分析。利用LiDAR技术对湖北省秭归县张家湾滑坡进行了识别与参数提取的研究和应用。首先,利用航带平差法和不规则三角格网加密对获取的点云数据进行检校与滤波处理,制作出高精度DEM成果; 然后,通过DEM生成的山体阴影图、坡度图和地表粗糙度图,实现了对滑坡体的定性与定量分析; 最后,完成对分析结果的评估。结果表明,机载LiDAR生成的高精度DEM可以清晰地识别出滑坡,并能够准确地对各种滑坡要素进行定量提取和分析。

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关键词 ：机载激光雷达, 数字高程模型, 航带平差, 滑坡识别, 定量分析

Abstract：

Combined with the positioning and orientation system (POS), the airborne LiDAR system acquires the three dimensional coordinate information of ground objects, and has the capability of fast generation of high-precision digital elevation model (DEM). DEM is a basic map for landslide investigation and monitoring. Its precision can reflect the small ground surface changes directly. The DEM can be used to quantitatively analyze landslide characteristics accurately. There are several advantages of airborne LiDAR technology: it is affected little by weather, it can penetrate the vegetation layer to obtain the ground surface information and its data-processing process is relatively simple. In this paper, the LiDAR technology was applied in Zhangjiawan Village, Zigui County, Hubei Province. The results show that, based on LiDAR technology, landslides can be recognized clearly with slide mountain shadow maps made with high precision DEM and, what is more, quantitative analysis can be carried out to measure landslides characteristics.

Key words： airborne LiDAR technology digital elevation model flightline adjustment landslide monitoring quantitative analysis

收稿日期: 2017-12-11 出版日期: 2019-03-14

TP701

基金资助:中国地质调查局项目"《数字航空遥感摄影技术规程》制定"(121201108000150012-10);"三峡库区航空遥感地质调查"(DD20179601)

作者简介: 杜磊(1987-),男,工程师,长期从事航空遥感及航空遥感地质应用研究。Email:781943277@qq.com。

引用本文:

杜磊, 陈洁, 李敏敏, 郑雄伟, 李京, 高子弘. 机载激光雷达技术在滑坡调查中的应用——以三峡库区张家湾滑坡为例[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(1): 180-186.
Lei DU, Jie CHEN, Minmin LI, Xiongwei ZHENG, Jing LI, Zihong GAO. The application of airborne LiDAR technology to landslide survey: A case study of Zhangjiawan Village landslides in Three Gorges Reservoir area. Remote Sensing for Land & Resources, 2019, 31(1): 180-186.

链接本文:

https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2019.01.24 或 https://www.gtzyyg.com/CN/Y2019/V31/I1/180

Fig.1 分类前后DEM渲染对比

Tab.1 DEM成果精度评价

Fig.2 张家湾滑坡区域数字正射影像图

Fig.3 张家湾滑坡野外实地勘查照片及其滑坡DEM晕渲图

Fig.4 张家湾滑坡山体阴影系列图

Fig.5 张家湾滑坡坡度图和地表粗糙度图

Fig.6 张家湾滑坡要素半方差曲线

Fig.7 张家湾滑坡要素分维曲线对比

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