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数字地球助力地质灾害“空天地”一体化监测业务
发布日期:2021-12-24    来源:苍穹数码公众号    分享到:

一、建设背景我国常见的地质灾害共有12类、48种。在所有的地质灾害中,崩塌、滑坡、泥石流是最为严重的,其以分布广、灾发性和破坏性强,具有隐蔽性及容易链状成灾的特点,对工程建筑、交通运输、居民生命财产等造成直接危害,间接影响社会安定、引发生态环境恶化,加剧各种自然灾害,引发次生灾害。

自然资源部在今年3月发布的《关于做好2021年地质灾害防治工作的通知》强调,要着力防范化解风险,切实减轻地灾危害。《通知》指出,要加强隐患识别,突出解决“隐患在哪里”问题,所强调的是利用新技术、新方法,包括lidar、insar、无人机等构建天—空—地一体化多源立体观测体系。

针对地灾灾害监测涉及数据多、范围广、状况复杂,且多为跨区域、跨部门协作等特点,苍穹数码基于数字地球基础平台,充分利用“空—天—地”一体化监测技术,推出多源感知、多端协同的地质灾害监测系统,重点解决地灾隐患早期识别的问题。

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常见地质灾害及隐患

 

二、总体思路

基于物联网、大数据等先进技术、监测设备和通信技术进行集成,构建“空—天—地”一体化的监测体系,结合预警因子,全面提升地质灾害分析、预警、处置和服务能力。

(一)大范围普查

利用SAR技术、光学遥感、机载LiDAR和航空无人机、倾斜摄影成像技术和数字地面采集技术等,通过多种技术方式组合构建空—天—地一体化的灾害隐患识别和监测协同体系,形成多源InSAR形变区域识别的“普查”。

(二)核心区域详查

利用高分SAR+机载LiDAR+无人机航拍等多种综合识别手段的“详查”。

(三)重点区域核查

对于重点区域,采用地面人工“核查”的手段进行隐患点的确认。

 

三、建设内容

(一)InSAR监测系统

利用InSAR(合成孔径雷达干涉测量)监测技术,对潜在的隐患区或者变形区进行全面排查,智能分析隐患区的位置、范围等,大大提升地质灾害的早期识别和监测能力,实现地质灾害隐患的早监测、早预警。


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某地域形变时序分体图


(二) LIDAR监测系统

利用原始机载LiDAR数据、激光点云成果、GPS惯导与IMU数据,按照摄影测量的技术,通过布设一定数量的外业控制点,对机载LiDAR系统获取的上述成果进行加工处理,然后深度挖掘成果的应用价值,将其应用到多种类型的地质灾害监测过程中,结合不同类型数据成果的自身优势,对滑坡体开展应变位移监测、山体裂缝扩张动态探测等,对地质灾害监测、预警、整治等进行更好地分析。

 

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LIDAR监测效果


(三)无人机监测系统

无人机测量技术是现代科技与测绘地理信息行业深度融合的产物,其具有高效率、高精度、灵活性、全面性等特点,在地质灾害监测中的应用能够提升地质灾害数据获取的全面性和真实性,进而提升地质灾害监测分析和评价结果精度。

无人机应用于地质灾害监测,在我国已有多项成功案例:2008 年,汶川地震无人机系统应用于地质灾害研究和监测;2017 年,九寨沟地震后地质灾害监测;2019年,重庆城口山体滑坡地质灾害监测等。

地质灾害监测是运用各种技术和方法,测量、监视地质灾害活动以及各种诱发因素动态变化的工作,即通过采集和获取地质灾害各要素空间关系及地质灾害相关特征、纹理、环境信息等,基于已有的数据资料,对地质灾害发生的可能性和危害性等进行分析、评价。


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无人机监测效果


基于苍穹地理信息平台(KQGIS)三维可视化技术,以高精度遥感影像为底图、以地质灾害调查数据为基础,结合无人机倾斜摄影、三维建模等技术,集成区域内地质灾害基础信息、重大地质灾害隐患点三维数据、地质灾害现场三维数据,实现地质灾害信息的三维展示、浏览漫游、信息检索、数据统计、属性信息查询和空间量算、地形分析等基础空间分析功能。三维展示系统可以对区内三维地形场景进行逼真地展示,是能够为管理者提供地质灾害三维可视化的决策支持平台。

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无人机三维建模效果

(四)地面核查系统

采用“云+端”的工作模式,实现野外调查数据的在线回传,推进地质灾害调查全业务流程与智能物理环境的深度融合、实现地质灾害隐患点的动态更新。为灾害区的分类定性、定量评价、稳定性、危害性提供可靠的数据支撑。


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地面核查系统

 

四、结论与展望

目前,在全国范围内成功的灾害预警案例中,依靠专业地质灾害早期识别并成功预警的越来越多。一方面,是因为测量学、工程地质、遥感地质、计算机技术等多个学科人才和技术的融合;另一方面,是光学遥感、InSAR、激光雷达、无人机航测以及各种地面和坡体内部观测数据多源数据的处理愈发成熟。

中国地质灾害点多面广,对于一般性的地质灾害,人工调查排查和群测群防还是必不可少!与专业监测预警有机结合,相互补充验证,才能最大限度地发现地质灾害的隐患。


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