摘要：高位远程、高山峡谷区域的地质灾害隐患具有高隐蔽性，常规排查手段很难满足灾区地质灾害防治需要。本文采用机载LiDAR技术开展九寨沟核心景区滑坡灾害排查。研究表明机载LiDAR技术对地形条件复杂和高植被覆盖区域下的滑坡灾害排查具有一定的优势，研究结果可为今后类似地调工作提供一定的参考价值。

关键词：九寨沟;地震;机载LiDAR;滑坡识别

引 言

机载LiDAR是一种主动式对地观测系统，集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元（IMU）/DGPS差分定位技术于一体，具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点^[1]。与可见光、红外遥感技术相比，机载LiDAR技术具有全天候昼夜工作能力，能穿透云层，不易受气象条件和日照水平的影响;能穿透植被，具有探测地表下目标的能力;获取的微波图象有明显的立体感，能提供可见光照相和红外遥感以外的信息。国际上Begg and Mouslopoulou利用机载激光雷达对新西兰Toupo 裂谷带进行研究，发现了122个长度在0.25～6km不等的活动断裂迹，这些断裂穿越年龄较小的地层，形成了0.05～7m宽度不等的地堑^[2]。C. Klug el at.（2017）获取了奥地利“Rofenberg”山脊冰川2001 -2011年的机载LiDAR数据，通过构建相关模型，结合地貌观测-永久冻土模型-近地表的方法，成功监测了冰山消融引起的地表沉降。在国内，马洪超（2008）曾对2008年“5·12特大地震”引发的都-汶公路上的滑坡施以机载LiDAR测量，研究表明该技术在滑坡灾后应急响应中具有较大的应用价值。刘静、李显巨、刘宇平等均从不同角度和不同领域，对机载LiDAR技术在地质构造、勘察、数据处理等方面做了相关研究并取得了良好效果^[4-6]。佘金星等利用机载激光雷达技术，对九寨沟地震诱发的地质灾害调查做了相关研究^[7]。

1、研究区概况

九寨沟核心景区位于四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇境内，北纬33°17′28.36″，东经103°52′24。2017年8月8日，九寨沟发生了里氏7.0级大地震，震源深级约12公里。本次九寨沟地震灾区地势险峻，地质灾害隐患具有高位远程、点多面广、隐蔽性强的特点，这些区域往往是地质灾害易发频发区域。然而这些隐患点因植被覆盖或位于人迹罕至的高位山区，使用传统排查技术手段的调查人员难以到达实地开展核实工作。在地形重力势能作用下，受未来可能发生的强降雨激发，该区发生较大规模泥石流、滑坡、崩塌等风险的机率将显著增加^[8]。面对如此严峻的形势，必须加大地质灾害调查科技创新能力，利用新型探测技术破解这些难题^[9]。

2、LiDAR数据获取与处理

九寨沟地形条件极其复杂，综合分析采用大型激光机载设备和有人直升机平台开展数据获取，其采用的激光器测距精度优于20cm，机载GPS为双频接收，可同步获取高精度航空数码影像。航摄飞行前需要进行测区航线规划，航线规划设计从高效、经济的原则出发，综合考虑仪器设备的性能、地形、地势、高差、摄区形状、航高、航向重叠度、旁向重叠度和航行协调等一系列要素进行设计。数据采集前还需要进行开展飞行检校。当数据获取后，需要结合地面站数据和机载GPS数据后差分得到高精度Pos数据。

3、滑坡识别与分析

3.1数字地形分析技术

滑坡最主要的原因是山坡上的岩石或土壤吸收了大量的水，导致岩石或土壤内部的摩擦力降低，土壤或岩石丧失其稳固性下滑^[8，9]。由于激光可穿透植被直达真实地表构建高精度地形地貌，获取的高精度地形地貌数据分辨率可达到0.5米，对于微小地貌都可以定量化表达。例如陡坎、冲沟、陡崖、松散岩石带等均可以刻画显示。这些因子对于定量地貌研究具有重大价值，提取的地形参数的精度更高，反应出的滑坡敏感性更强，预警预报效果更好。基于机载LiDAR技术获取的同步光学影像开展滑坡灾害解译，并对解译成果整理入库 ^[7]。

通过开展数字地形分析，可以将滑坡发生及发展的主要因子进行栅格可视化，并基于专家经验、滑坡灾害数据库和如上滑坡因子进行叠加分析，对已经发生的表层滑坡进行精细化解译，弥补光学影像解译滑坡时由于太阳高度角、色差、畸变、云层遮挡、植被覆盖等制约因素，使其从不同角度，更加多源多角度提取滑坡災情信息。

3.2滑坡体识别

由于激光发射的脉冲信号可以穿透植被直达真地表，利用数据数字地形分析计算的山体阴影效果图可以真实反应植被地下山体的震裂情况和损伤情况。通过快速解译可以查明九寨沟内的古滑坡体。基于机载LiDAR技术构建的高精度DEM数据，快速生成不同太阳高度角和方位角的山体阴影，辅助与地质古滑坡体的识别与判读，实验表明太阳高度角与方位角的参数设置对古滑坡体信息的精确提取具有较大的影响。

4、分析与讨论

机载LiDAR技术由于所受气象条件和外在干扰因素较少，在九寨沟区域，通过应用机载LiDAR调查技术，弥补了传统光学遥感技术调查灾害的不足，同时也是实地调查无法保障的情况下的一种技术补充。通过本次机载激光雷达调查技术的应用，在实际获取到激光点云数据的区域查明了共计约10余出古滑坡体，这些古滑坡在以往地质灾害调查中没有被及时发现。但是利用机载LiDAR技术开展地质灾害调查也有一定的局限。其次激光点云数据在植被茂密区域如何去除植被，也是非常艰巨的一项挑战。如何从激光点云数据获取有价值的参数，如何与其他地质灾害调查的相关数据融合，使其发挥更大价值，这是地质工作者需要进一步思考的问题。

参考文献

[1]张小红.机载激光雷达测量技术理论与方法[M].武汉：武汉大学出版社，2007.

[2]马洪超.激光雷达测量技术在地学中的若干应用[J].地球科学（中国地质大学学报），2011，36（2）：347-354.

[3]殷跃平，王文沛，张楠，等. 强震区高位滑坡远程灾害特征研究——以四川茂县新磨滑坡为例[J].中国地质，2017，44（05）：827-841.

[4]刘静，陈涛，张培震，等.机载激光雷达扫描揭示海原断裂带微地貌的精细结构[J].科学通报，2013，58（1）：41-45.

[5]李显巨.基于新型遥感数据的典型地质环境信息智能识别[D]. [出版地不详]：中国地质大学，2016.

[6]刘宇平，梁虹，陈菲菲.高精度机载LiDAR在小江活动构造和地质灾害研究中的应用[J].地质力学学报，2016，22（3）：747-758.

[7]佘金星、程多祥、刘飞等.机载激光雷达技术在地质灾害调查中的应用———以四川九寨沟 7.0级地震为例[J]，中国地震，2018，34（3），33-43.

[8]许强，李为乐，董秀军等.四川茂县叠溪镇新磨村滑坡特征与成因机制初步研究[J].岩石力学与工程学报，2017，36（11）：2612-2629.

基金项目：四川省测绘地理信息局科技攻关项目（J2017ZC08）;

作者简介：刘建（1982-），男，本科，工程师，主要从事应急测绘地理信息管理等工作。

（作者单位：四川省测绘地理信息局测绘应急保障中心）