機(jī)載LiDAR與地面三維激光掃描在貴州水城獨(dú)家寨崩塌地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查中的應(yīng)用

黨 杰，董 吉，何松標(biāo)，范宣梅

（1.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院, 貴州 貴陽(yáng) 550081；2.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610059）

0 引言

貴州巖溶山區(qū)地質(zhì)環(huán)境脆弱，局部形成“上硬下軟”、“軟硬相間”且高差較大的復(fù)雜山體，給當(dāng)?shù)亻_展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查工作帶來(lái)一定難度。這些區(qū)域由于坡高、坡陡、人跡罕至，傳統(tǒng)的地面調(diào)查手段很難有效地識(shí)別及測(cè)量潛在的高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患。近十幾年來(lái)，全國(guó)多起突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，如2009年6月5日重慶武隆雞尾山滑坡造成79人死亡，2010年6月28日貴州關(guān)嶺崗烏滑坡造成99人死亡，2013年7月10日四川都江堰五里坡滑坡造成161人死亡，2017年6月24四川茂縣新磨村滑坡造成83人死亡，2019年7月23日貴州水城雞場(chǎng)鎮(zhèn)滑坡造成52人死亡和失蹤。這些慘痛的教訓(xùn)讓人們更加關(guān)注地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源的位置以及如何精準(zhǔn)量測(cè)、評(píng)價(jià)。

許強(qiáng)等[1]針對(duì)高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害事件往往不在預(yù)案點(diǎn)范圍內(nèi)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提出構(gòu)建天-空-地一體化的“三查”體系進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別與監(jiān)測(cè)預(yù)警：“天”即星載平臺(tái)，利用光學(xué)遙感影像和合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)（InSAR）；“空”即航空平臺(tái)，利用機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量和無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)；“地”即地面平臺(tái)，利用地基SAR、三維激光掃描和地面調(diào)查等技術(shù)手段。

激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)（Light Laser Detection and Ranging,LiDAR）是近年來(lái)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域的新技術(shù)，其利用激光測(cè)距原理獲取激光器與目標(biāo)之間的距離，從而生成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型（DEM），進(jìn)而獲取地質(zhì)災(zāi)害體的各項(xiàng)地貌特征。由于其能很好地“穿透”植被，獲取地表的真實(shí)特征，逐漸應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域：譚德軍等[2?3]運(yùn)用機(jī)載LiDAR對(duì)重慶市奉節(jié)區(qū)竹園鎮(zhèn)百步村高植被覆蓋復(fù)雜山區(qū)開展地形測(cè)量和李子崖危巖識(shí)別，提出高植被覆蓋區(qū)點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類處理方法，顯示出LiDAR技術(shù)對(duì)崩塌識(shí)別具有有效性和準(zhǔn)確性；彭藝偉等[4]基于機(jī)載激光雷達(dá)對(duì)江蘇省宜興市竹海風(fēng)景區(qū)公路邊坡開展研究，成功分析和解譯出一處隱蔽滑坡地質(zhì)災(zāi)害，并提出了一套針對(duì)植被覆蓋區(qū)小型地質(zhì)災(zāi)害激光雷達(dá)快速識(shí)別的技術(shù)流程；賈虎軍等[5]基于無(wú)人機(jī)載LiDAR和傾斜攝影技術(shù)對(duì)九寨溝九道拐滑坡進(jìn)行研究分析，表明無(wú)人機(jī)載LiDAR和傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別方面具有較大的應(yīng)用價(jià)值；郭晨等[6]利用機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)結(jié)合基于SVF的DEM可視化方法，開展了四川省丹巴縣城周邊135 km2的地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別研究工作，識(shí)別出146處地質(zhì)災(zāi)害，并現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證了機(jī)載LiDAR識(shí)別結(jié)果的可靠性；劉小莎等[7]基于高分辨率機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)結(jié)合震前衛(wèi)星影像，開展了九寨溝震區(qū)的日則泥石流溝識(shí)別研究，根據(jù)色彩和紋理差異，解譯出155處泥石流物源，為泥石流物源計(jì)算提供數(shù)據(jù)支撐。

三維激光掃描技術(shù)（3D Laser Scanning）最先在測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用，后憑借其高分辨率、高精度、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)[8]，逐漸應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量、監(jiān)測(cè)領(lǐng)域：謝謨文等[9]基于三維激光掃描對(duì)云南省烏東德地區(qū)金坪子滑坡開展表面變形研究，通過(guò)三種方法比較分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)結(jié)果較傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法具有很大優(yōu)勢(shì)；李強(qiáng)等[10]采用三維激光掃描對(duì)重慶市某采煤沉陷區(qū)地表變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究，通過(guò)兩期采集數(shù)據(jù)對(duì)比分析，得到點(diǎn)變形值、剖面線變形趨勢(shì)、地表整體變形等監(jiān)測(cè)結(jié)果；陸三福等[11]將三維激光掃描與結(jié)構(gòu)面三維模擬技術(shù)應(yīng)用于某跨江大橋橋址岸坡巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查中，高精度、高效率地獲取了巖體結(jié)構(gòu)特征；舒飛等[12]采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)四川雅安天全縣南部某泥石流災(zāi)害進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)獲取高精度三維地理信息數(shù)據(jù)，為災(zāi)后重建提供第一手資料；褚宏亮等[13]利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)高陡危巖、大型滑坡等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下地形構(gòu)建、DEM建模及幾何測(cè)量等快速調(diào)查方法進(jìn)行討論，并提出點(diǎn)、線、面相結(jié)合的變形監(jiān)測(cè)方法；王梓龍等[14]以丹巴沙壩子危巖為例，研究了三維激光掃描技術(shù)在危巖體監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，并針對(duì)溜滑與掉塊兩種不同的破壞模式提出不同的監(jiān)測(cè)思路；馬福貴等[15]利用三維激光掃描對(duì)某典型地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行兩次觀測(cè)，對(duì)比分析和識(shí)別出危巖體特征及裂縫變化特征；薛強(qiáng)等[16]為分析子長(zhǎng)縣閻家溝滑坡的變形特征，對(duì)滑坡體進(jìn)行兩期三維激光掃描，基于獲取的不同時(shí)期DEM數(shù)據(jù)開展變形分析，得到滑坡體的變形速率及變形量；梁玉飛等[17]通過(guò)三維激光點(diǎn)云快速獲取四川省綿陽(yáng)市安州區(qū)照壁巖滑坡的邊界巖體結(jié)構(gòu)信息，并基于HSV色彩重建對(duì)結(jié)構(gòu)面直觀顯示，進(jìn)而利用DBSCAN算法對(duì)結(jié)構(gòu)面間距、延續(xù)性、粗糙度參數(shù)進(jìn)行提取分析。

不同學(xué)者應(yīng)用機(jī)載LiDAR或三維激光掃描技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害研究，多采用單一技術(shù)手段，且側(cè)重于隱患識(shí)別，技術(shù)手段本身的局限性會(huì)導(dǎo)致部分結(jié)果不盡人意。機(jī)載LiDAR技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)原理相似，都是基于激光測(cè)距原理確定測(cè)量對(duì)象的空間位置信息。在應(yīng)用中，機(jī)載LiDAR多采用無(wú)人機(jī)載或者有人機(jī)載方式獲取數(shù)據(jù)，三維激光掃描多采用地面掃描方式獲取數(shù)據(jù)。機(jī)載LiDAR掃描由于從天空向下進(jìn)行獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)部分陡立的崩塌地質(zhì)災(zāi)害難以獲取危巖的坡面信息，而三維激光掃描從危巖帶斜下方或正前方進(jìn)行掃描獲取數(shù)據(jù)，可以有效量測(cè)危巖的坡面巖體結(jié)構(gòu)以及危巖特征信息。三維激光掃描技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下具有測(cè)量距離有限、受植被影響較大等局限性，而機(jī)載LiDAR則具有在一定程度上“穿透”植被的能力，可以獲取高分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)。將兩種技術(shù)結(jié)合使用，可以有效的獲取崩塌危巖帶的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)危巖帶節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、長(zhǎng)度、寬度、間距等變形特征進(jìn)行解譯，分析確定地質(zhì)災(zāi)害隱患的準(zhǔn)確位置，量測(cè)崩塌（危巖）體積、范圍等信息。本文以貴州省水城區(qū)雞場(chǎng)鎮(zhèn)獨(dú)家寨崩塌為例，通過(guò)兩種技術(shù)手段相結(jié)合，獲取崩塌危巖帶的高精度點(diǎn)云及三維模型等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征解譯、危巖分布識(shí)別、危巖帶規(guī)模量測(cè)，為后續(xù)穩(wěn)定性分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

獨(dú)家寨崩塌地質(zhì)災(zāi)害位于貴州省六盤水市水城區(qū)雞場(chǎng)鎮(zhèn)旗幟村獨(dú)家寨組，見圖1（a）、（b）。研究區(qū)屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量1137.0 mm，最大1日降水量達(dá)103.6 mm（2014年9月18日），最大3日降水量為201.2 mm（2014年9月17—19日）。區(qū)內(nèi)河流屬珠江水系北盤江流域，災(zāi)害點(diǎn)位于北盤江右岸河谷切割形成的高陡斜坡地帶，距北盤江直線距離約1 km。研究區(qū)整體位于滇東高原向黔中丘原的過(guò)渡地帶，地形切割較深，相對(duì)高差多在300～700 m，河谷深邃、“V”型谷發(fā)育，為溶蝕—侵蝕溝谷地貌。研究區(qū)大地構(gòu)造總體處于揚(yáng)子陸塊上揚(yáng)子地塊威寧隆起區(qū)內(nèi)的發(fā)耳穹盆區(qū)，以北盤江河谷多級(jí)階地及不同標(biāo)高上的3～4層溶洞為標(biāo)志，反映了區(qū)域地殼的間歇性抬升。災(zāi)害點(diǎn)附近發(fā)育地層主要有三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組（T1?2j）灰?guī)r、泥灰?guī)r和下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f）粉砂巖組成，地層產(chǎn)狀315°∠18°，地震烈度Ⅵ度。

獨(dú)家寨崩塌所處的斜坡總體北西高、南東低，見圖1（c），危巖帶分布高程為1 357～1 481 m，坡高124 m，坡長(zhǎng)97 m，坡寬214 m，坡向143°，危巖帶上陡下緩，上部坡度達(dá)到85°，下部居民區(qū)坡度約12°，見圖1（c）、圖2（a）、圖2（d）。直接威脅下方32戶110人的生命財(cái)產(chǎn)安全，見圖1（d），威脅財(cái)產(chǎn)2 000萬(wàn)元。

圖1 研究區(qū)總體位置及地質(zhì)環(huán)境Fig.1 Location and geological environment of the study area

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，危巖帶下方存在分散分布的崩塌堆積體，整體分布規(guī)模約2 250 m3，堆積單體最大2.5 m×2.0 m×1.5 m，一般約1.2 m×1.0 m×0.5 m。據(jù)村民介紹，規(guī)模較大的歷史崩塌堆積體，崩落于20世紀(jì)五六十年前，當(dāng)時(shí)該地村民房屋較少，未造成嚴(yán)重危害。此后隨著人口增長(zhǎng)及村民收入水平提高，獨(dú)家寨附近房屋逐漸增多，部分崩塌堆積體被處理打碎作為村民建房使用，部分堆積體作為房屋建房的地基，見圖2（b）—圖2（c）。

在野外調(diào)查期間，受強(qiáng)降雨影響，危巖帶表面發(fā)生零星崩塌落石現(xiàn)象，落石規(guī)模約0.6 m3，共約8塊單體，最大單體體積約0.8 m×0.5 m×0.4 m。該崩塌落石是高陡斜坡坡面上巖體受節(jié)理裂隙切割，在長(zhǎng)期風(fēng)化作用和強(qiáng)降雨影響下，由一整塊危巖體呈傾倒式破壞下落并崩解擴(kuò)散形成，見圖2（f），在斜坡坡面上留下清晰的運(yùn)動(dòng)痕跡，見圖2（e）。

圖2 獨(dú)家寨崩塌變形破壞特征Fig.2 Characteristics of deformation and failure of Dujiazhai collapse

2 技術(shù)方法

為實(shí)現(xiàn)崩塌體三維數(shù)據(jù)的全面精確獲取，滿足對(duì)崩塌體節(jié)理、裂縫等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)面的精確識(shí)別，首先采用地面三維激光掃描與無(wú)人機(jī)載LiDAR相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后對(duì)三維激光掃描數(shù)據(jù)和機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行原始點(diǎn)云去噪、拼接、融合、著色、漏洞修復(fù)和植被剔除等處理步驟，最后得到研究區(qū)三維數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上開展巖體結(jié)構(gòu)分析，危巖體識(shí)別及體積估算等工作。其中，地面三維激光掃描主要用于獲取高陡危巖體臨空面一側(cè)的結(jié)構(gòu)面信息，而機(jī)載LiDAR則用于獲取高位崩塌體頂部結(jié)構(gòu)面信息和周邊幾何形態(tài)信息。工作流程如圖3所示。

圖3 技術(shù)流程圖Fig.3 Technical flow chart

研究所用的主要設(shè)備有：控制測(cè)量采用中海達(dá)V90 GPS接收機(jī)，RTK動(dòng)態(tài)精度達(dá)到水平8 mm±1×106mm，垂直精度達(dá)到15 mm±1×106mm。三維激光掃描采用RIEGL VZ-2000i，最大測(cè)量距離2 050 m，激光脈沖發(fā)射頻率50/100/300/550/1 000 kHz，精度8 mm，近紅外波長(zhǎng)，激光發(fā)散度0.3 mrad，掃描速度3~240 lines/s，垂直角度分辨率<0.001 5°，水平角度分辨率<0.000 5°；無(wú)人機(jī)載LiDAR采用RIEGL·RiCOPTER，最大起飛高度3 000 m，垂直起降（VTOL），最大速度14 m/s，激光發(fā)射視場(chǎng)角230°，測(cè)量范圍3~550 m，測(cè)量頻率350 000 means/s，測(cè)量精度10 mm。

在保證測(cè)量對(duì)象信息完整的情況下，為減少不同測(cè)站數(shù)據(jù)拼接的誤差，本次獨(dú)家寨崩塌三維激光掃描布設(shè)測(cè)站2站，經(jīng)數(shù)據(jù)去噪、拼接、融合、著色、漏洞修復(fù)和植被剔除等預(yù)處理步驟后，三維激光點(diǎn)云精度達(dá)到1.84 cm。機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)采集覆蓋獨(dú)家寨崩塌體及其周邊區(qū)域，面積0.99 km2，布置檢查點(diǎn)7個(gè)，成果精度為4.05 cm。以高精度的三維激光點(diǎn)云為基礎(chǔ)，基于3個(gè)的高精度RTK控制點(diǎn)，精準(zhǔn)校正周邊環(huán)境機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到危巖帶機(jī)載LiDAR點(diǎn)云實(shí)景圖，并將兩者有效融合，形成覆蓋崩塌體（危巖帶）及周圍區(qū)域的高精度完整點(diǎn)云模型，見圖4（a），其點(diǎn)云密度達(dá)到128個(gè)/m2，并生成植被過(guò)濾后的三維模型，見圖4（b）。

圖4 危巖帶三維點(diǎn)云融合實(shí)景圖Fig.4 3D point cloud fusion of the dangerous rock belt

3 成果與討論

融合無(wú)人機(jī)載LiDAR與地面三維激光掃描成果，可獲取單一技術(shù)手段所不能得到的全方位高精度三維數(shù)字成果，進(jìn)而開展巖體結(jié)構(gòu)分析，危巖體識(shí)別以及體積估算等工作。

3.1 巖體結(jié)構(gòu)、裂隙提取

基于融合后的高精度三維數(shù)據(jù)，可全方位觀測(cè)危巖帶的巖體結(jié)構(gòu)特征和裂縫發(fā)育特征，俯視與正視觀測(cè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)不同手段的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特征提取的主要依據(jù)為真彩色影像及反射率灰度影像：

（1）基于真彩色影像的裂隙提取

當(dāng)巖體出露面上發(fā)育裂隙時(shí)，在真彩色影像中具有明顯色調(diào)特征，其節(jié)理裂隙的跡線破壞了巖體色調(diào)的完整性，其跡線易于辨識(shí)。

（2）基于反射率灰度影像的裂隙提取

當(dāng)巖體出露面上發(fā)育裂隙時(shí)，在反射率灰度影像中具有明顯色調(diào)特征。當(dāng)裂隙無(wú)填充時(shí)，裂隙處反射率較低，灰度偏深；當(dāng)裂隙被方解石等巖石填充時(shí)，裂隙處反射率較高，灰度偏淺。此裂隙跡線易于辨識(shí)。

基于俯視觀測(cè)可發(fā)現(xiàn)陡崖頂部后緣位置存在許多拉張裂縫，裂縫寬0.1～0.2 m，走向161°，可見深度約3 m。

基于正視觀測(cè)可提取巖體結(jié)構(gòu)信息和坡面裂隙位置（表1）。坡體表面受兩組節(jié)理裂隙切割及風(fēng)化作用影響，巖體結(jié)構(gòu)呈塊裂結(jié)構(gòu)，巖體塊度約為1.5 m×1.0 m×0.5 m。斜坡表面存在較多的不穩(wěn)定塊體，見圖4（c）。

表1 結(jié)構(gòu)面特征表Table 1 Structural plane characteristics

3.2 危巖體識(shí)別

崩塌危巖帶通常發(fā)育節(jié)理裂隙，將原本完整的巖體切割形成若干危巖單體。采用三維激光掃描與機(jī)載LiDAR融合獲取災(zāi)害體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并提取裂隙信息，可快速、準(zhǔn)確、高效的識(shí)別危巖體的分布特征。

對(duì)高陡危巖帶，三維激光掃描由于植被遮擋、視線阻隔等原因，往往會(huì)造成點(diǎn)云存在“空洞”等數(shù)據(jù)缺失區(qū)域，將機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)與三維激光掃描數(shù)據(jù)相匹配融合，可很好的彌補(bǔ)由于數(shù)據(jù)缺失造成對(duì)危巖體的漏判、誤判。

通過(guò)對(duì)巖體結(jié)構(gòu)識(shí)別、裂隙提取分析，可以根據(jù)裂隙發(fā)育與結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系，識(shí)別出危巖帶上的潛在危巖體。文中研究基于節(jié)理J1與節(jié)理J2以及層面的交切組合關(guān)系，尤其是節(jié)理J2形成的外傾結(jié)構(gòu)面與灰?guī)r、泥灰?guī)r差異風(fēng)化形成的凹巖腔構(gòu)成不利組合，有效識(shí)別出危巖帶表面的潛在危巖體，見圖4（d）。

3.3 危巖體體積估算

文中研究危巖體體積估算的方法為：以危巖單體邊界的三維屬性為基礎(chǔ)，分析模擬形成危巖單體下表面，將危巖單體下表面以等間隔d劃分成方格網(wǎng)，d遠(yuǎn)小于任一條邊界線的長(zhǎng)度，由落在網(wǎng)格內(nèi)的點(diǎn)云計(jì)算的平均豎向落差值，代表該格網(wǎng)的高程，乘以格網(wǎng)的面積，對(duì)整個(gè)區(qū)域累加即為總體積，見圖4（e）。

基于本次研究采集的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行危巖體識(shí)別，以巖體節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)為單體邊界，劃分出危巖帶分布范圍。根據(jù)上述方法及數(shù)字表面模型所形成的危巖體上表面與分析模擬所形成的危巖體下表面，開展危巖單體不規(guī)則體積計(jì)算，危巖帶累計(jì)危巖體規(guī)模約6.6×104m3，為中型崩塌。

3.4 適用性討論

（1）地面三維激光掃描是崩塌危巖帶精細(xì)化調(diào)查的有效手段之一，但對(duì)于植被大量覆蓋的災(zāi)害點(diǎn)，激光點(diǎn)反映的多為植被表面，無(wú)法有效測(cè)量真實(shí)的地形表面，因此地面三維激光掃描在高植被覆蓋區(qū)域的有效探測(cè)精度會(huì)顯著降低。

（2）對(duì)地形條件復(fù)雜、危巖帶表面凹凸不平的崩塌地質(zhì)災(zāi)害，地面三維激光掃描設(shè)站困難，部分凹腔、裂隙部位存在視線遮擋，造成獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)存在“空洞”，盡管通過(guò)插值算法等技術(shù)手段可以部分修補(bǔ)空洞區(qū)域，但修補(bǔ)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映危巖帶本身的裂隙特征，且修補(bǔ)的范圍往往較小。

（3）以上情形，單一采用三維激光掃描顯然達(dá)不到理想的調(diào)查效果，結(jié)合采用機(jī)載LiDAR技術(shù)，憑借俯視角度及可“穿透”植被的優(yōu)勢(shì)，可有效的彌補(bǔ)單一采用三維激光掃描的局限性。但機(jī)載LiDAR并非能完全替代三維激光掃描，在測(cè)危巖帶立面細(xì)節(jié)信息時(shí)，三維激光掃描具有比機(jī)載LiDAR更好的觀測(cè)角度和測(cè)量精度。

（4）將兩種技術(shù)相融合，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，彌補(bǔ)單一手段的不足，解決高位、隱蔽性、復(fù)雜崩塌地質(zhì)災(zāi)害的識(shí)別量測(cè)問(wèn)題。當(dāng)然，采用兩種技術(shù)手段勢(shì)必會(huì)推高費(fèi)用成本和增加技術(shù)難度，對(duì)部分不甚復(fù)雜的崩塌災(zāi)害點(diǎn)，在能有效獲取高精度數(shù)字表面模型的條件下，也可因地制宜的選取合適的單一技術(shù)手段。

4 結(jié)論

此次研究采用無(wú)人機(jī)載LiDAR與地面三維激光掃描相融合的技術(shù)方法，以貴州省水城區(qū)雞場(chǎng)鎮(zhèn)獨(dú)家寨崩塌為研究對(duì)象，通過(guò)兩種技術(shù)方法進(jìn)行野外掃描、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合等步驟，形成高精度三維點(diǎn)云及DEM數(shù)據(jù)，可為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查提供較為全面精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有單一手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。此次研究主要得出如下結(jié)論：

（1）機(jī)載LiDAR從上向下掃描獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)立面信息獲取不足，而三維激光掃描從危巖帶斜下方或正前方掃描獲取數(shù)據(jù)，可以有效量測(cè)危巖帶坡面巖體結(jié)構(gòu)以及危巖特征信息。三維激光掃描易受植被遮擋及視線阻隔，造成數(shù)據(jù)存在空洞，而機(jī)載LiDAR則具有在一定程度上“穿透”植被的能力，可以獲取高分辨率的數(shù)字高程模型（DEM）。在崩塌地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，將兩種技術(shù)融合使用，可有效彌補(bǔ)單一方法的不足，獲取崩塌危巖帶的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

（2）機(jī)載LiDAR技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)融合使用的技術(shù)流程為野外數(shù)據(jù)采集-原始點(diǎn)云預(yù)處理-不同數(shù)據(jù)融合-整體著色修復(fù)等步驟，最后得到高精度三維模型數(shù)據(jù)?；谠撃Ｐ蛿?shù)據(jù)，可以對(duì)巖體結(jié)構(gòu)和裂隙進(jìn)行提取，進(jìn)而有效識(shí)別危巖體的空間分布，并確定危巖帶的規(guī)模等信息。

（3）將兩者相融合的技術(shù)方法，適用于植被覆蓋率高、存在視線遮擋、頂部存在張拉裂縫等情況下崩塌地質(zhì)災(zāi)害的精細(xì)化調(diào)查。該方法在巖體結(jié)構(gòu)分析及裂隙特征提取基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步分析危巖體的穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)軌跡、危害范圍，結(jié)合承災(zāi)體特征，開展易發(fā)性評(píng)價(jià)、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、易損性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等工作。