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航空摄影测量与激光雷达技术在地质灾害监测中的应用分析

郭俊辰 陈维维
  
创新版媒体号
2024年34期
中国水利水电第十四工程局有限公司 650000

摘要:地质灾害对人类社会造成了严重的影响,因此有效的监测和预警技术至关重要。航空摄影测量和激光雷达技术作为两种主要的测量技术,在地质灾害监测领域都具有重要应用价值。本文旨在比较研究航空摄影测量与激光雷达技术在地质灾害监测中的优劣势,深入探讨其在实际应用中的效果。通过此研究,可以为地质灾害监测技术的选择与优化提供科学依据,为防灾减灾工作提供技术支撑。

关键词:航空摄影测量;激光雷达技术;地质灾害监测

引言

航空摄影测量和激光雷达技术作为高精度地形数据获取的主要手段,逐渐成为地质灾害监测的重要工具。然而,这两种技术在应对不同地形、灾害类型和监测需求时存在差异,因此有必要深入比较它们的优劣势,以便更好地指导监测方案的选择和实施。本研究旨在探讨航空摄影测量与激光雷达技术在地质灾害监测中的应用现状和潜力,为灾害监测技术的改进和优化提供科学依据。

1航空摄影测量在地质灾害监测中的作用

1.1航空摄影测量提供高分辨率地形数据

航空摄影测量通过提供高分辨率地形数据,在地质灾害监测中起着至关重要的作用,该技术使用航空图像与后处理软件创建地球表面的详细三维模型。由于无人飞行器技术的快速发展,电池材料的持续改进,为倾斜摄影测量技术提供了较好的应用平台。由于小型无人机航空摄影测量在空间上受限制少,实施速度快,能为地质灾害工作提供较为清晰的地表三维模型,可以识别地滑、下沉、断层线等潜在危险。航空摄影测量数据的高分辨率,可以对地质特征进行准确的测量和监测。通过从不同的角度和高度捕捉图像,航空摄影测量可以生成详细的地形图,准确地描绘地表特征和历时变化。该详细程度对于检测可能指示地质灾害开始的地形形态的细微变化是重要的。

1.2航空摄影测量实现快速高效的监控

航空摄影测量为监测大面积地质灾害提供了一种快速、成本有效的方法。与耗时耗力的传统地面测量方法相比,航空摄影测量可以从鸟瞰角度有效地覆盖广阔的地形。这种能力在地面测量不现实的偏远地区或人烟稀少地区尤其有价值。航空摄影测量平台的多功能性,如有人驾驶飞机或无人机,增强了不同环境下的监控能力。特别是无人机,实时捕捉高分辨率图像的能力很受欢迎,这成为快速响应和应急地图应用的理想选择。此外,无人机的使用可以降低运营成本,并将参与数据收集的人面临的风险降至最低。

2航空摄影测量与激光雷达技术在地质灾害监测中的应用策略

2.1航空摄影测量技术在地质灾害监测中的应用

航空摄影测量技术是一种通过航空器拍摄地面影像,再通过图像处理和分析获取地理信息的方法。在地质灾害监测中,航空摄影测量技术可以提供高分辨率、广覆盖范围的地表影像数据,为地质灾害的监测、预警和防范提供重要支持。首先,航空摄影测量技术可以用于地质灾害隐患的识别和评估。通过获取高分辨率的航空影像,可以清晰地识别地表的裂缝、滑坡、崩塌等地质灾害迹象,并对其进行定量分析和评估,及时发现和识别地质灾害隐患点。其次,航空摄影测量技术可以用于地质灾害监测和变化分析。通过定期获取航空影像数据,可以对地质灾害隐患点及周边地区进行监测,及时发现地质灾害的发生和演化过程,并对其进行变化分析和趋势预测,为地质灾害的防范和应对提供科学依据。另外,结合地理信息系统(GIS)和遥感技术,航空摄影测量技术还可以实现地质灾害信息的空间化展示和分析,将多源地质灾害数据集成到同一平台,为决策者提供全面、准确的地质灾害监测信息,提高地质灾害应对的效率和水平。

2.2激光雷达技术在地质灾害监测中的应用

激光雷达技术是一种通过激光束扫描地面物体并获得其点云数据的技术,具有高精度、高效率的特点。在地质灾害监测中,激光雷达技术可以实现对地表地形的高精度三维测量,为地质灾害的监测和预警提供可靠的数据支持。首先,激光雷达技术可以用于地质灾害隐患点的精确定位和监测。通过激光雷达仪器对地质灾害易发区域进行高精度的地形测量,可以准确获取地表的地形特征和变化情况,实现对地质灾害隐患点的精确定位和监测。其次,激光雷达技术可以用于地质灾害风险评估和预警。通过对地表地形的高精度测量,结合地质灾害的形成机制和影响因素,可以对地质灾害的风险进行定量评估和预测,提前预警可能发生的地质灾害,为地质灾害的预防和减灾提供科学依据。此外,激光雷达技术还可以用于地质灾害事后评估和灾后救援。在地质灾害发生后,通过激光雷达技术对受灾区域进行快速、高精度的地形重建,可以及时评估地质灾害造成的损失和影响,并为灾后救援和重建工作提供精确的数据支持。

2.3整合多源数据进行地质灾害综合监测

在地质灾害监测中,整合多源数据是提高监测效果和准确性的关键。除了航空摄影测量和激光雷达技术外,还可以结合卫星遥感数据、地面监测数据等多种信息来源,实现对地质灾害的综合监测。首先,利用卫星遥感数据进行地质灾害监测。卫星遥感具有广覆盖、周期性强、成本低等优势,可以实现对大范围地质灾害隐患区域的快速监测和监控。通过分析卫星影像中的地表变化信息,可以及时发现地质灾害的发生和演变过程。其次,结合地面监测数据进行地质灾害监测。地面监测技术包括地下水位监测、地面位移监测等,可以实时监测地下水位和地面位移等地质灾害相关参数的变化情况,为地质灾害的预警和应对提供重要数据支持。通过整合多源数据,可以实现对地质灾害的全方位监测和分析,为地质灾害的预防和减灾提供更加全面和准确的信息支持。

2.4基于遥感与地理信息系统的空间分析与模型建立

航空摄影测量技术结合地理信息系统(GIS)的应用,在地质灾害监测中起着关键作用。通过航拍影像获取的地表数据与地形地貌信息结合,GIS技术能够实现空间数据的存储、管理、分析和可视化,为地质灾害监测提供了强大的支持。首先,基于航拍影像数据构建数字地形模型(DTM)和数字地貌模型(DEM),利用GIS空间分析功能,可以实现对地质灾害敏感区域的空间分布和特征的精确描述和分析。其次,借助GIS技术的空间叠加和叠加分析功能,可以将地质灾害相关数据与地形地貌数据进行关联,实现对地质灾害发生的潜在原因和影响因素的分析和评估。此外,GIS技术还可以实现对地质灾害监测数据的实时更新和动态展示,为决策者提供及时的数据支持和决策参考。在实际应用中,可以通过构建地质灾害监测与预警系统,将航空摄影测量数据与GIS技术相结合,实现对地质灾害敏感区域的全面监测和预警。同时,可以利用GIS技术的空间分析和模型建立功能,开展地质灾害风险评估和预测,为地质灾害的预防和治理提供科学依据。此外,还可以结合人工智能和大数据分析技术,实现对地质灾害监测数据的智能化处理和挖掘,进一步提高监测的效率和准确性。

3结语

航空摄影测量和激光雷达技术在地质灾害监测中发挥着重要作用。航空摄影测量以其高分辨率和多角度获取的地形数据为监测提供了可靠基础,而激光雷达技术则以其高精度和高效率的特点实现了对地质灾害变化的及时监测。两种技术的结合和协同应用能够进一步提高地质灾害监测的综合能力,为灾害防范和减灾工作提供科学依据和技术支持。也为人类社会的安全与发展做出更大的贡献。

参考文献:

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[3] 李宁. 无人机机载激光雷达在大比例尺地形图测绘中的应用研究[J]. 中国宽带,2023,19(1):92-94.

郭俊辰+1995.10+男+云南+本科+助理工程师+地理信息数据采集与处理

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