基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘

2017: 基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘. 工程地质学报, 25(2): 424-435. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.02.021
引用本文: 2017: 基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘. 工程地质学报, 25(2): 424-435. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.02.021
2017: ACCURATE AND EFFICIENT METHOD FOR LOESS LANDSLIDE FINE MAPPING WITH HIGH RESOLUTION CLOSE-RANGE PHOTOGRAMMETRY. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 25(2): 424-435. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.02.021
Citation: 2017: ACCURATE AND EFFICIENT METHOD FOR LOESS LANDSLIDE FINE MAPPING WITH HIGH RESOLUTION CLOSE-RANGE PHOTOGRAMMETRY. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 25(2): 424-435. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.02.021

基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘

doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017.02.021
基金项目: 国家重点基础研究计划(973计划)项目(2014CB744703),国家创新研究群体科学基金(41521002),国家杰出青年科学基金(41225011)资助
详细信息
  • 中图分类号: P642.22

ACCURATE AND EFFICIENT METHOD FOR LOESS LANDSLIDE FINE MAPPING WITH HIGH RESOLUTION CLOSE-RANGE PHOTOGRAMMETRY

  • 摘要: 滑坡体积精确计算看似简单实则困难。黄土高原具有植被稀少、岩土暴露程度高、滑坡易发多发等特点。本文在充分认识上述特点的基础上,尝试采用高精度低空摄影测量技术来精确测算滑坡方量。与传统计算方法、遥感和三维激光扫描对比,低空摄影具有受各类因素影响较小、作业灵活、高效、产品精度高等优点。本文以甘肃黑方台党川2#黄土滑坡为例,在介绍近景摄影测量数据获取方法的基础上,采用滑坡前后的高精度的低空摄影测量数据源和结合现场调查,对该滑坡进行精细测绘,实现“数字化滑坡”。研究结果表明:(1) 滑坡长217m,宽176m,滑坡平均厚度约20m(滑源区),滑距782m,后缘到前缘的落差122m,影响面积为105216m2;(2) 根据斜坡各部分滑动和堆积特征,将其细分为崩滑区、主滑区、滑塌区、流通堆积区、铲卷堆积区、挤压堆积区、二次堆积区、粉尘堆积区;(3) 以高精度DEM求得,滑动和堆积方量体积分别为31.72×104m3和49.96×104m3;(4) 滑坡整体松散系数为1.411,局部的干密度差别较大,其大小与滑坡发育特征和运动过程有密切关系。
  • 图  1  实验案例所在的位置及黑方台滑坡发育状况

    a.黑方台在甘肃地区的位置;b.黑方台地层剖面;c.党川2#在黑方台的位置及滑坡分布情况

    Figure  1.  The distribution of landslides in Heifangtai and the location of Dangchuan2# landslide

    图  2  滑坡前后的正摄影像图对比图

    a.滑坡前正射影像图;b.滑坡后正射影像图;c.党川2#滑后全貌

    Figure  2.  The compared of positive photographic image from pre-sliding to post-sliding

    图  3  点云数据获取的流程

    Figure  3.  Point cloud data acquisition process

    图  4  现场工作情景

    a.规划航线;b.控制点测量;c.地面相控点测量;d.无人机地面工作站;e.四旋翼无人机;f.室内工作流程;g.空三角加密;h.三角纹理立体图

    Figure  4.  Field work scenarios

    图  5  滑坡前后的DEM对比图

    a.滑坡前DEM图;b.滑坡后DEM图

    Figure  5.  The compared of DEM image from pre-sliding to post-sliding

    图  6  党川2#滑坡主剖面图 (位置见图 9b)

    Figure  6.  Longitudinal geological profile 1-1, at the Dangchuan 2# land slide (the position in Fig. 9b)

    图  7  黄土滑坡体积计算原理

    Figure  7.  Principle of volume calculation in loess landslid

    图  8  滑坡前后三维模型和高度变化

    a.滑坡前的三维模型;b.滑坡后的三维模型;c.党川2#滑动前后高程差值

    Figure  8.  Three dimensional model and height change in pre-sliding and post-sliding

    图  9  党川2#滑坡分区图及运动路径 (a);党川2#滑坡工程地质平面图及探孔位置 (b)

    a.(1)Ⅰ—第一次滑动,Ⅱ-1—第二次滑动的第一轮滑动,Ⅱ-2—第二次滑动的第二轮滑动,Ⅱ-3—第二次滑动的第三轮滑动;(2) A—滑源区,A1—崩滑滑源区,A2—主滑源区,A3—滑塌滑源区;B—堆积区,B1—流通堆积区,B2—铲卷堆积区,B3—挤压堆积区,B4—二次堆积区,B5—粉末堆积区;b. 1—高程点,2—探孔的位置,3—滑坡分区中的子分区,4—滑坡方向,5—滑坡分区,6—剖面图位置,7—被毁坏的房屋和工厂,8—居民点

    Figure  9.  The movement route of Dangchuan 2# landslide by orthogonal projection intage (a), Engineering geological map of Dangchuan 2# landslide (b)

    表  1  空三结果控制点残差统计表 (m)

    Table  1.   Satistics of residual error of control points by aero triangulation (m)

    残差均值残差标准差残差区间
    X0.0710.037265936[0.011, 0.115]
    Y0.04250.039544279[0.004, 0.083]
    平面误差0.0870737270.042534545[0.012, 0.131]
    高程误差0.0433750.045457762[0.003, 0.184]
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    表  2  滑坡的滑动体积、堆积体积和松散系数

    Table  2.   Sliding volume, bulk volume and loose coefficient of the loess landslide

    体积分类面积
    /m2
    平均厚度
    /m
    体积
    /104m3
    滑动
    体积/m3
    DEM获取体积2742211.5731.72
    滑源区堆积体积27400412.69
    合计44.40
    堆积
    体积/m3
    滑源区堆积体积27400412.69
    DEM获取堆体积778006.4249.96
    合计62.65
    松散
    系数 (γ)
    1.411
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    表  3  不同区域的土样的干密度、孔隙比

    Table  3.   The dry density, void ratio and loose coefficient of soil samples in different regions

    编号取样地点干密度
    /g·cm-3
    孔隙比
    (e)
    干密度
    比值
    T1滑源区中部 (TK3-13)0.9551.8271.046
    T2滑源区右侧推挤区 (TK5-1)1.0491.5741.149
    T3剪出口中部 (TK3-11)0.9991.7031.094
    T4剪出口左侧1.0211.6441.118
    T5剪出口右侧1.0951.4661.199
    T6堆积体中部 (TK3-5)0.9131.9571.000
    T7堆积体左侧 (TK4-4)1.0001.7001.095
    T8堆积体右侧 (TK1-2)0.9971.7081.092
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图(9) / 表(3)
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-03
  • 修回日期:  2016-08-12
  • 刊出日期:  2017-04-25

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