省地矿局五院以测绘创新助力高山深峡地灾防治

　　2018年8月19日，受台风“温比亚”影响，我市天宝镇年家峪村因强降雨突发泥石流，造成了巨大经济损失。为筑牢地质灾害“第一防线”，守护天宝镇村民的甜蜜生活，2020年6月，年家峪特大型泥石流防治项目启动，由山东省地矿局第五地质大队承担前期调查和实景三维等技术服务。该大队在项目中总结完成的《实景三维在泥石流沟灾后防治工程施工和监测预警中的应用》于近日成功入选“实景三维山东十大应用创新案例”，成为构建国家新型基础测绘体系在山东省的典型经验。

　　高山深峡，“飞”出新数据

　　天宝镇地势北高南低，东高西低。2018年发生泥石流的年家峪村就坐落在高山深峡向平原过渡的“布袋口”处。传统的航空摄影和调查方法难以做到全面性和直观性的有效统一。

　　考虑到这一现实情况，项目实施初期，第五地质大队从聚焦国家、地方实景三维建设和管理需求出发，首次在崩滑流灾害调查监测中使用3种倾斜摄影数据采集模式。第五地质大队遥感监测处主任刘法军介绍：“在项目区不同区段，我们使用仿地航线+贴近摄影测量和环绕摄影测量采集数据，并进行超高精度三维建模。”

　　据了解，为了获取高精度三维模型，第五地质大队首先对测区进行航飞，识别出电线、铁塔等干扰物，用粗模完整还原待测区域的三维结构。现场使用便携工作站对所采集影像进行计算，生成测区内 DOM（数字正射影像图）与 DSM（数字表面模型）。在此基础上，规划了3种分辨率更为精细飞行方式：

　　一是对起伏较大的山坡，生成分辨率为1厘米的仿地航线进行变高测量。二是对分散的危岩体，生成分辨率为7毫米的贴近摄影测量航线，进行角度始终垂直于边坡的变高飞行拍摄。三是对狭长泥石流冲沟，生成分辨率为1厘米的带状环绕仿地航线，获取冲沟带状精细数据。

　　在外业数据采集完成后，采用15节点的大疆智图集群软件在几小时内生成毫米级高精度三维模型及点云成果，并进行统计和分析，掌握监测区域的详细情况并进行相关研究部署。“项目历时两年完成，相关成果已得到运用。”该项目相关负责人介绍说。

　　创新技术，突破应用场景

　　年家峪特大型泥石流防治项目最突出的特点表现在精、变、全、快等方面。

　　首次利用高分辨率实景三维模型，采用空间三点坐标法计算得到岩层的产状要素，在室内实现了岩体结构面张开度、发育密度等清晰识别，可获取危岩体的准确几何空间和地质特征，准确计算其稳定状况和破坏能量。如此一来，能为地灾调查保存更多细节要素，为地灾评估、勘查与治理提供可靠依据。

　　组合使用了仿地摄影+贴近摄影+环绕倾斜摄影3种数据采集模式，在崩塌、滑坡、泥石流等地灾调查中，能精准确定治理区范围、覆盖情况及荷载情况，可清晰、快速获取岩性组合、结构面产状及卸荷带走向等精确数据，实现地灾监测从二维平面到三维立体的转变。

　　将多时序三维模型融合 LAS数据用于项目全生命周期。通过多期影像比对，可对施工过程进行监管，达到高效、安全的目的。在竣工验收方面发挥三维可矢量化、可统计分析的优势，更精准量化土方等工程量状况。

　　通过超高精度实景三维模型技术，采用空间三点坐标法计算得到结构面产状要素（倾向、倾角）。通过专业软件即可完成结构面岩体填充情况、结构面张开度、结构面发育密度等方面的清晰识别，进行危岩体特征参数（几何尺寸、坐标高程、高差、结构面特征）等定量化勘测，明确危岩区段内任意一个危岩体的准确几何特征、空间特征和地质特征，为危岩体稳定性分析提供更加精准的数据支撑，从而大大降低了人员野外调查测量的安全风险，同时实现了调查工作的全面性与时效性的统一。

　　沿着此次项目形成的技术路径，第五地质大队通过倾斜摄影三维实景建模技术在崩滑流调查施工和山水林田湖草生态修复等工程中不断实践，总结了一套包括“影像采集—模型—指标提取—定量分析—三维应用”的地灾识别流程，在国家新型基础测绘体系建设“山东试点”中脱颖而出，并将发挥出更大的作用。（通讯员 刘国鲁）