一(yi)、應用背景

　　我國作為山地(di)面積(ji)占全國陸地(di)面積(ji)2/3的多山國家(jia)，且絕大(da)部分(fen)山區植被茂密，地(di)形、地(di)質情(qing)況復雜，極(ji)易(yi)發(fa)生滾石、塌方、滑坡、泥石流等地(di)質災(zai)(zai)害(hai)，是世(shi)界上地(di)質災(zai)(zai)害(hai)最嚴(yan)重、受威(wei)脅人口最多的國家(jia)之一。

　　地質災(zai)害防治(zhi)直接關系(xi)人民群眾生命(ming)財產安全，如何盡可(ke)能(neng)搞(gao)清楚(chu)“隱患點在哪里”、“什么時候可(ke)能(neng)發生”等核心問題，提高(gao)地質災(zai)害防治(zhi)能(neng)力(li)，成為亟待破解(jie)的難題。

二、技術(shu)對比

　　目前地質災害調查的主要技術手段包括：傳統測量、航空攝影測量和機載激光測量技術。

　　然(ran)而，傳統的(de)(de)地(di)(di)災監(jian)測手段存在技(ji)術落后(hou)、惡劣條件下監(jian)測難、監(jian)測人員安全受威脅等問題(ti)。光學(xue)遙感(gan)技(ji)術、無人機低空航拍等技(ji)術，因其不能獲(huo)取到植被底下真實地(di)(di)表信息，且數據的(de)(de)幾何精度受天氣(qi)因素、傳感(gan)器類型的(de)(de)影響，在地(di)(di)質災害隱患的(de)(de)早期識別方面(mian)也存在一定(ding)的(de)(de)局限性。

　　機載激光測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)作(zuo)為一種新興的(de)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)，擁有(you)獨(du)特的(de)“多回波”技(ji)術(shu)，可以穿透植(zhi)被(bei)間(jian)隙直(zhi)達(da)地(di)(di)表(biao)，真實刻畫地(di)(di)貌(mao)特征，通過點云(yun)數據去噪、濾波，剔除(chu)植(zhi)被(bei)點云(yun)層數據后，快速(su)構建高精度地(di)(di)形貌(mao)，在無地(di)(di)面控(kong)制點情況下數據的(de)相對精度可達(da)厘(li)米級(ji)，更(geng)有(you)利于對林(lin)區(qu)、山區(qu)等植(zhi)被(bei)茂密(mi)的(de)區(qu)域開展滑坡、崩塌(ta)、泥石流(liu)等地(di)(di)災(zai)調查(cha)和風險(xian)評估(gu)研究。

　　機載(zai)激(ji)光雷達技術與傳統測圖技術對比·注1

三(san)、技術(shu)路線

　　利用(yong)機載(zai)激光系統開(kai)展(zhan)地質災(zai)害調(diao)查的主要技術路線如下：

　　1、機載激光雷達數據采集

　　利用機(ji)載(zai)激(ji)光(guang)系統對目(mu)標地物進行激(ji)光(guang)數(shu)據采集(可配(pei)置高(gao)清正射相機(ji))，數(shu)據成(cheng)果主(zhu)要包括測(ce)區的原(yuan)始(shi)激(ji)光(guang)點(dian)云數(shu)據、高(gao)分辨率影像、POS數(shu)據和地面基(ji)站GNSS數(shu)據等。

　　海(hai)達數云智喙PM-1500機載激光測量系統對地質(zhi)災害(hai)易發(fa)區進(jin)行(xing)勘察(cha)

　   2、數據(ju)預處(chu)理

　　利用(yong)點云(yun)數(shu)(shu)據預處理軟件，對激光點云(yun)數(shu)(shu)據進行融合解算，生成(cheng)三維點云(yun)數(shu)(shu)據；再通(tong)過軟件去噪、分類(lei)功能(neng)進行二次處理，可將(jiang)植被等(deng)非地表數(shu)(shu)據去除，從而獲取(qu)真實地面模型（DEM）。

　　過濾前點(dian)云

　過濾后地表點云數據(ju)

　　3、數據(ju)精細化(hua)處理

　　地質災害應(ying)用中,激光點云數(shu)據的(de)(de)處理和傳統(tong)測繪生產DEM相(xiang)比(bi),還有細微差別。傳統(tong)測繪生產DEM時(shi)，一(yi)些小斜坡、大型(xing)石塊、小陡坎(kan)等微小地貌信(xin)(xin)息(xi)會做濾波處理，但在地災調查中，這(zhe)些信(xin)(xin)息(xi)常被認(ren)為是非常重要(yao)的(de)(de)成(cheng)災前兆特征，這(zhe)類信(xin)(xin)息(xi)的(de)(de)精度可直接決定地災評價的(de)(de)準(zhun)確程度，因(yin)此在地災分析(xi)時(shi)，這(zhe)些微小地貌信(xin)(xin)息(xi)應(ying)予以保留。

　　經精細(xi)化處理后的斷層·注(zhu)2

　　4、影像及三維數據制作

　　將經過(guo)預處理和精(jing)細(xi)化處理的(de)點(dian)云數據生成數字高程模型，建(jian)立(li)測區的(de)地(di)(di)表三(san)維地(di)(di)形(xing)，再現(xian)測區場景(jing)DOM，可綜合開展滑坡、泥石(shi)流、崩(beng)塌等(deng)潛在(zai)地(di)(di)質災害(hai)隱患識(shi)別工作。

　　海達數云(yun)機(ji)載(zai)激光(guang)測量系統生成的DEM成果

四(si)、總結

　　機載激光雷達不(bu)僅可(ke)以對人工無法到達或危險性(xing)較(jiao)大的(de)(de)區域進行測量，更能穿透茂密植被(bei)，真實反(fan)應(ying)出陡(dou)坡、凹陷、裂縫等(deng)地(di)(di)質災害隱患，更好的(de)(de)賦(fu)能應(ying)急(ji)決策，推動科(ke)技防災減災，相信未來該技術將逐步(bu)在地(di)(di)質災害等(deng)領域得到越來越廣泛的(de)(de)應(ying)用。

（注(zhu)1：表(biao)格數據引用自《機載激光雷(lei)達技(ji)術在地質(zhi)災害(hai)調查中的(de)應用———以(yi)四(si)川九寨溝(gou)7．0級地震為例》.Earthquake Research In China）

（注(zhu)2：圖片(pian)引用自《裸(luo)露的地球：激(ji)光(guang)雷達是(shi)如何呈現地質情況和自然災害的》.Journal of Geodesy and Geoinformation Science）