国内外免像控无人机航测软件在数字滑坡中的应用效果对比——以三峡库区黄土坡滑坡为例

滑坡灾害是中国最常见的地质灾害之一,高效、便捷和准确地实现数字滑坡是滑坡防灾减灾的关键环节。近年来,由于高效率和低成本等优势,免像控无人机航测技术已被逐渐应用于数字滑坡分析领域。文章探讨了基于免像控技术的各航测软件在滑坡地形处理中的优劣势,以及应用于数字滑坡技术中的可行性。选取长江三峡库区的大型黄土坡滑坡为研究对象,借助大疆Phantom 4 RTK无人机获取研究区高分辨率遥感数据,采用4款国内外常用的专业航测处理软件Pix4D Mapper、Photoscan、Context Capture以及DJI Terra分别进行数字化处理,并从正射图质量、精度误差、耗时及操作难度四个维度进行对比分析并应用。结果表明:(1)在单体滑坡航拍面积高达2.23 km^(2)的情况下,Pix4D Mapper软件生成的正射图质量效果最好且能达到大比例尺制图要求;(2)在精度误差上,DJI Terra与Pix4D Mapper表现最好,其中20个检查点的平面中误差均未超过10 cm,垂直中误差均未超过30 cm,综合对比结果发现在较大面积的单体滑坡灾害分析中Pix4D Mapper软件最具优势。认为可基于数字滑坡图件遥感解译获取了滑坡基本数字信息并通过GIS软件将滑坡数字信息储存起来建立滑坡灾害大数据库。研究显示,免像控无人机航测技术在今后滑坡灾害大数据库的快速建立方面具有巨大优势并将成为重要的研究方向之一,可为滑坡灾害防治与应急调查快速分析提供技术与数据支撑。

以3S技术为基础的数字滑坡地质灾害监测预警方法探讨

以3S技术为基础的数字滑坡地质灾害监测预警方法可以有效地解决传统人工调查、现场勘测等方式所存在的诸多不足。该系统可通过GPS定位与GIS空间分析相结合的手段获取边坡信息,并在此基础上建立基于ARCVIEW和Arc SDE的分布式数据库管理系统,采用多种可视化软件制作灾害预测预报图形,提供决策支持服务功能。研究结果表明,该系统对区域内滑坡的分布状况有了一定程度的掌握,具有较高的精度,同时能够反映出滑坡发生发展的一般规律。并且利用这些方法还能实现对滑坡体稳定性进行动态实时监控,从而及时采取必要的措施来减小或消除危害。

数字滑坡技术及其典型应用

为了改变传统滑坡遥感技术方法效率低、调查精度难以提高的状况,经多年实践与探索,笔者于1999年提出了"数字滑坡"概念。该概念使传统的"地学滑坡"拓展为能以数字形式表达的,具有三维空间、"多维"时间信息的,由"多元"要素组成的"数字滑坡"。数字滑坡技术系统由滑坡解译基础技术、遥感识辨滑坡技术、滑坡数据库及滑坡模型4部分构成。多年来,数字滑坡技术已成功应用于我国大型水电站建设、山区交通线建设、区域开发环境治理以及抗震减灾等领域,也用于大规模个体滑坡调查研究,并取得了显著的经济和社会效益,有效服务于国家防灾减灾战略。该文主要以西藏帕里河及川东天台乡2个典型滑坡调查为例,阐述数字滑坡技术的创新应用。

基于数字滑坡技术的暴雨滑坡、泥石流预警、监测模型研究

中国学者在暴雨滑坡、泥石流预测预报研究领域取得的成果为采用数字滑坡技术进行暴雨滑坡、泥石流预警、监测模型研究提供了宝贵的基础,应用数字滑坡技术建立暴雨滑坡、泥石流预测模型的原则是:(1)必须在滑坡、泥石流形成条件理论指导下;(2)应了解研究区地质环境及滑坡、泥石流特征;(3)就基于数字滑坡技术而言,只能选取遥感方法可能获取的灾害及环境因子。根据该3项原则,分为6个步骤建立模型:(1)确立滑坡、泥石流地质环境及降雨条件的物理关系,建立概念模型;(2)明确发生滑坡、泥石流的必要地质环境因素,建立滑坡、泥石流危险性评价表达式;(3)确定各必要地质环境因素的具体指标;(4)根据研究区灾害及地质环境特征,确定指标的权重;(5)确定降雨临界值;(6)建立模型的数学表达式。

数字滑坡与数字仿真应用研究

在 GIS支持下建立数字滑坡 ,利用其空间分析、立体显示能力在三维空间中进行滑坡稳定性分析、定量动态计算滑坡稳定性系数 ,确定滑坡滑动方向 ;研究滑坡启动机制和滑坡运动规律。建立滑坡方向稳定系数概念 ,完成了在三维空间里计算滑坡稳定系数和确定滑坡滑动方向的精确定量方法研究 :完成滑坡启动机制和滑坡运动规律的数字化、可视化三维动态研究。在此基础上建立相应的数学模型对滑坡进行 :静止—运动—停止全过程的三维数字化、可视化动态研究与数字仿真、模拟。最终完成了在

基于数字滑坡技术的三峡新滩滑坡研究

以6.12新滩滑坡前后的航摄图像及数字地形为信息源,采用数字滑坡技术,以更广阔的时空视野,更准确的地理配准及更直观清晰的表达方式,从切层滑坡类型之一的角度,再次宏观分析6.12新滩滑坡活动特征,指出该滑坡是分段分区活动的,各区段的规模、活动方式、方向各不相同,且分区段多级驱动;基岩裂隙对滑坡有一定的控制作用,姜家坡—新滩斜坡滑坡活动将持续间断地发生,难以完全停止。基于数字滑坡技术早期识别该类滑坡的关键工作方法除了详细调查滑坡所处地质环境外,主要是监测斜坡活动,主要监测内容有:(1)主要滑坡物质来源的崩塌活动及其下堆积的变化,确定滑前崩塌堆积的预警(最大)面积;(2)监测各段各区块活动,特别是驱动区块的活动;(3)监测堆积坡上显示的基岩裂隙变化。由于斜坡的地质与地形条件,建议进行长期连续性的监测。

数字滑坡技术及其应用

“数字滑坡”技术, 就是以遥感(RS) 和空间定位方法为主, 结合其他勘探、试验、调查手段获取数字形式的、与地理坐标配准的滑坡基本信息; 并利用GIS技术存贮和管理这些数字信息; 在此基础上, 根据滑坡地学原理进行空间分析, 研制各类模型, 并服务于滑坡调查、监测、研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、滑坡防治等。通过金龙山三维数字模型, 卫星监测易贡滑坡、三峡库区重点城镇滑坡及千将坪滑坡等地的遥感调查说明数字滑坡技术的实际应用。

数字滑坡技术及其在天台乡滑坡调查中的应用

“数字滑坡”技术,是在我国前期滑坡遥感工作基础上,在现代先进信息技术支持下发展起来的滑坡遥感新技术。利用“数字滑坡技术”和滑坡前后的高分辨率卫星数据对2004年9月5日发生在中国四川省的天台乡滑坡,进行了详细调查。获取了滑坡边界、规模、各部分的滑动方向和滑动距离、运动方式、加载和减载部位及方量等数据。基于滑坡地学原理进行的分析认为义和村斜坡虽具有发生滑坡的岩性、构造及临空面基本条件,但在2004年9月5日滑坡前其总体上为一稳定斜坡,这次滑坡性质为义和村斜坡上的首次大规模滑动,滑坡的滑动方式为牵引式,规模约为2300万方,一年前修筑公路是滑坡潜在的诱发因素;滑坡发生前连续强降雨是直接触发因素。

数字滑坡系统体系构建分析

滑坡是一种多发的严重地质灾害,传统的预测预报方法已有其局限性,需要采用新的技术来对滑坡进行预测预报。基于信息技术介绍数字滑坡的概念,分析数字滑坡的系统框架,设计数字滑坡的基础数据库,讨论数字滑坡技术应用系统的功能。

浅谈“数字滑坡”技术

简要介绍"数字滑坡"技术的概念及意义,分析"数字滑坡"的概念模型,并提出"数字滑坡"涉及到的关键技术。

滑坡数字化动态仿真模拟

用 GIS滑坡数据采集及生成 DEM(数字高程模型 )功能 ,分别建立滑坡表面及滑动面的数字模型。通过三维动画技术对滑坡潜在滑动过程进行了动态仿真模拟 ,显示出滑坡的活动方式 。

数字滑坡技术及其应用

面对日益严重的滑坡灾害和滑坡减灾防灾事业的重大需求，针对前期滑坡遥感的缺陷，本研究自1980年起，踏遍了北自青海省的德令哈、南至香港的大屿山、西自中印边界的帕里河、东抵三峡工程坝址的我国滑坡灾害严重地区，历经30多年的潜心研究和技术联合攻关，开拓性地将现代空间信息技术与滑坡地学特征及机理结合，创建了数字滑坡理论方法与技术体系，实现了滑坡调查研究从定性到精确信息化定量，突破了滑坡准确识别、精确参量计算等数字滑坡关键技术，建成了数字滑坡技术系统，历经国家重大防灾减灾任务和重大工程安全运营的科学检验，填补了数字滑坡理论方法与技术研究的国内外空白。

数字监测技术在矿山滑坡灾害中的应用

相较以往传统模式的滑坡检测,数字化监测更为准确、快速和实时。本文介绍了监测内容,以及矿山工程师日常常用的滑坡检测技术以及方法。数字矿山滑坡灾害检测技术就是用全球定位系统(GPS)方法为主,同时使用摇杆(RS)方法等,有效的监测滑坡灾害的发生,可以最大限度地减少灾害损失。因此,监测信息是矿山滑坡灾害调查和紧急防治滑坡工程建设不可缺少的一部分,也是自然灾害监测信息采集预报的有效技术手段。

数字滑坡技术 服务减灾防灾——记著名灾害及地质环境遥感专家王治华

王治华是我国地质环境遥感领域知名学者，她于1980年起在二滩水电开发前期论证中，在我国首次将航空遥感与卫星技术用于大规模区域性滑坡调查，为二滩水电工程建设提供了库区滑坡数量、分布、规模及对水库建设影响等基础资料。多年来，王治华在地质灾害遥感事业的征程上勤奋耕耘，勇于探索，不断创新。当遥感技术逐步成为我国区域滑坡宏观调查不可缺少的先进技术，为山区大型工程建设的环境灾害调查及防灾减灾工作做出重要贡献时，

“6·28”关岭滑坡特大地质灾害应急遥感调查研究

2010年6月28日14时30分,贵州关岭县岗乌镇大寨村因连续强降雨引发山体滑坡,中国国土资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)立即收集了滑坡前卫星遥感数据,并于6月30日成功获取了滑坡区0.08 m分辨率的航摄数据。作者利用滑坡前后的高分辨率影像数据和数字高程模型,采用数字滑坡技术分别对该滑坡的影响范围、滑动方向、规模及灾情进行了定量解译,得出滑坡灾害影响区面积、滑塌体规模、碎屑堆积规模、损毁耕地面积及掩埋房屋数量等,并在第一时间为前线救灾治理工作提供了丰富而准确的调查数据,确定关岭滑坡为一起罕见的滑坡碎屑流复合型特大灾害,这一灾害在贵州历史上未有过记载。

缓倾滑坡地质力学模型研究——以冯店滑坡为例

在国内外缓倾滑坡研究的基础上,从滑坡形成机制出发,建立缓倾滑坡地质力学模型,采用数字滑坡技术结合地面调查获取滑坡规模、滑动面倾角、后缘拉裂槽积水深度等参数,代入模型表达式可获得滑坡的临界摩擦系数,进而获取滑坡的总下滑力和总阻滑力。提出临界摩擦系数的概念及求取方法,临界摩擦系数与缓倾滑坡的易滑性(或稳定性)直接相关,分析表明滑坡的临界摩擦系数与滑体规模(滑动面长与宽)、滑动面倾角正相关,与滑体重量反相关,滑坡后壁倾角在60°—90°范围的变化对缓倾滑坡易滑性的影响很微弱。

岩门村滑坡高分辨率遥感调查与机制分析

2007年7月7日,四川达县岩门村斜坡发生滑坡,造成直接经济损失约人民币1.5亿元。采用滑坡前后的高分辨率卫星影像及"数字滑坡"技术,获取滑坡地质环境及滑坡前后的道路、水塘、植被群位移及高程变化的定量信息,根据斜坡各部分变形特征,将其划分为主滑区、牵动滑区、强影响区及影响区4个部分,各自活动方式分别为快速推移+前缘砂土液化和面状流动,牵引(或后退)式滑移,受拉力发生拉张裂缝、错位和局部位移,以及受振动发生小规模的裂缝和错位。以DEM求得原地面以上的滑走及堆积方量分别为132.6×104和132.2×104m3;结合钻孔资料求得滑面以上滑坡规模为1.97×106m3。岩门村斜坡具备形成滑坡的岩性及坡体结构条件,但所临河谷狭窄,难以发育大型厚层滑坡,但有适宜的临空空间供局部浅层滑坡活动。长期强降雨是岩门村滑坡的主要触发因素。就斜坡整体而言,本次滑坡活动释放能量不充分,在连续降雨情况下局部可能再次发生浅层滑坡,但难以发生整体大规模滑移。

宣汉天台乡滑坡遥感调查研究的初步结果

介绍利用“数字滑坡技术”及滑坡前的IKONOS、TM和滑坡后的QUICKBIRD卫星数据对最近发生在四川天台乡滑坡进行遥感调查的初步成果。获取滑坡边界、规模、要素特征等基本信息 ,并进行位移特征空间分析的基础上 ,基于滑坡地学原理进行的分析认为义和村斜坡虽具有发生滑坡的岩性、构造及临空面基本条件 ,但在 2 0 0 4 - 0 9- 0 5滑坡前其总体上为一稳定斜坡 ,这次滑坡性质为义和村斜坡上的首次大规模滑动 ,天台山滑坡的滑动方式为牵引式 ,规模约为 2 2 0 0万方 ,多年前的修筑公路是滑坡潜在触发因素 ;

基于高分辨率遥感影像的滑坡活动特征及稳定性分析——以东苗家滑坡为例

基于综合校正后的2002—2016年间9景高分辨率影像、加密的ASTER GDEM高程数据产品和1∶20万洛阳市幅区域地质图,采用数字滑坡技术解译了洛阳市东苗家滑坡地形地貌,分析了滑坡形成条件和活动特征,并推测了滑坡稳定性现状。结果显示,东苗家滑坡过程可以分为首次滑坡活动、随后牵引活动、前部滑坡活动和后续滑坡活动4个阶段;形成7个平台和前部陡坡的四级台地地形;东苗家滑坡的总方量约为425.4万m 3;整体和各局部无明显变形位移现象,状态稳定。

中国滑坡遥感

我国滑坡遥感已有20多a的历史,作为区域性滑坡宏观调查的主要手段曾为山区大型工程建设的滑坡灾害调查及防灾减灾工作作出了重要贡献.上世纪末以来,由于采用了"数字滑坡技术"和高分辨率遥感数据,滑坡遥感成为能更准确的定性、定量的调查手段,甚至可进行大型个体滑坡的详细调查和监测研究."数字滑坡"技术的实现主要依赖于遥感技术、数字摄影测量及图像处理技术、GIS技术和计算机技术的支持.该技术大致可分为3大部分: 滑坡基本信息获取、信息存贮和管理及专题服务技术.本文以三峡库区、四川天台乡滑坡、金龙山滑坡及易贡滑坡遥感调查及监测说明"数字滑坡"技术的专题服务应用.