三维测绘技术在地质灾害分析中的应用价值研究姚荣华

三维测绘技术在地质灾害分析中的应用价值研究姚荣华

云南地质工程第二勘察院650218

摘要:随着计算机技术的迅速发展以及信息技术的广泛应用,三维测绘技术作为这种社会科技不断进步的产物,正在逐步取代传统复杂的测绘方式,在越来越多领域中得到广泛的运用。其中,在地质灾害分析领域中,三维测绘技术更是备受青睐。本文从三维测绘技术手段的优势分析入手,浅谈该项技术在地质灾害分析领域中的极大应用价值。

关键词:三维测绘;地质灾害;优势;应用价值

地质灾害,是以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因,由各种地质作用而形成的灾害性地质事件。云南地区常见的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流等[1]。

在当前社会发展背景下,地质灾害已经成为一个具有社会属性的问题,是制约社会经济发展和人民安居乐业的重要因素。我国是一个地质灾害频发的国家,因此,地质灾害的提前预防与分析就显得尤为重要。随着社会的迅速发展与科技的不断进步,传统地质勘测方法已经逐步退出时代舞台,具有充分科技前瞻性的三维测绘技术迈进了这一分析领域,成为地质灾害分析中的重要技术手段。结合我国特殊的地质动态变化,为有效提高防灾、减灾、抗灾、灾后重建的能力,测绘保障的重要性不言而喻。只有着力提高测绘应急保障服务能力,进一步完善应急测绘保障预案,加快应急测绘保障队伍建设,整合地质灾害测绘力量和资源,真正实现测绘工作在地质灾害分析中的重大显示意义和应用价值[2]。

一、与传统测绘技术相比,三维测绘技术具有诸多优势

三维测绘技术又被称为三维测量、三维扫描或者是三维抄数,是对被测物的全方位测量,主要运用Civil3D技术和Pix4Dmapper技术,包括测绘资料建模、遥感点云成像等全新测绘方法。三维测绘技术在地质灾害的灾前评估、灾后跟踪分析等环节具有突出的应用效果以及极高的应用前景。

三维测绘技术设备包括三维扫描、高清摄像、电源、后期处理系统以及其他附属设备等组成部分,通过对地质结构的非接触式测绘方法获得结构数据,通过后期处理软件对数据进行转换分析,形成地质结构空间三维立体模型。

控制网监测、航空摄影测绘等传统测绘方式在很多方面存在弊端。首先,传统测绘方法只能表达离散点的位移变化情况,不能全面、完整、连续地表达地形变化;其次,部分传统测绘方法受气候条件影响较大,例如航空摄影测绘法,在云层遮盖、水汽折射以及地面非地形因素的干扰等问题,都会导致所拍摄的航片难以完全表达地表地形,图像处理难度相对较大;第三,部分传统测绘方法需要用到相应的专业化仪器与测绘设备,通常只能针对比较小区域的监测,不具备运用的普适性;最后,传统测绘方法作业周期通常较长,而且费用昂贵,人力物力财力成本过高,影响地质灾害的后续应急处理[3]。

针对上述测绘方法的使用弊端,三维测绘技术做了重大调整,弥补传统测绘方法的各方面短板。三维测绘技术具有高测绘精度、远测绘距离、快测绘速递以及采用高清拍摄方法获取测绘基础信息等显著优势,可以大幅度提高地质灾害分析的质量与效率。

二、三维测绘技术在地质灾害预测分析中的具体应用

(一)对地质结构进行三维立体分析

在地质灾害分析过程中,运用三维测绘技术能够建成三维地理信息系统,对地质内部结构进行三维空间分析。包括地质空间的查询、测量,地质结构的叠置分析、缓冲区分析、地形分析及剖面分析。

(二)对地质结构变化进行模拟预测

通过三维测绘技术获取地质结构信息,与计算机信息技术融合,以地质结构形成过程为基础,建立地质结构的数学模型,在对模型简化的过程中,通过计算机将测绘信息数据化处理,模拟地质结构变化轨迹,达到地质变动预测的目的。

(三)对地质结构中土方量变化进行计算

在地质灾害监测与分析中,对可能产生滑坡、泥石流、坍塌等灾害的区域需要特别注意土方量的动态变化,对三维测绘技术所得的数据进行处理与分析,通过测绘过程中各监测点的变形信息以及特定区域内地质土方量的变化进行分析,可以预测地质灾害发生前结构的变形趋势[4]。

三、三维测绘技术对地质灾害抗灾救灾和灾后重建的现实意义与发展前景

(一)在地质灾害发生后有效进行灾害情况评估

地质灾害发生后,通常伴随交通瘫痪、通讯设备终止等问题。三维测绘技术依靠先进的无线终端遥感技术手段,充分发挥其覆盖面积广、获取时间短、立体直观等技术优势获取精准的三维立体地质结构变化数据及模型,准确计算受灾面积、道路与房屋等建筑设施的损毁程度,有助于明确受灾地区居民点、重要河流、交通干线、重要桥梁及重点文物、古建筑的分布情况和范围,从而为制定科学合理的救援计划及后续的灾民安置情况提供宝贵的第一手资料[5]。

(二)在地质灾害发生后对救灾决策提供有力的技术支撑

三维测绘技术可以在地质灾害发生后的灾后救援过程中,为救援人员提供灾区遥感影像数据,直观、真实地反映出灾区道路、房屋、河流、交通干线的情况,同时为救援人员提供精确的位置坐标,为现场救援、空投空降物资、物资的运送及伤员的转移、志愿服务、地面搜救等救援措施提供快速准确而又便利的位置服务[6]。

(三)在地质灾害发生后为灾后重建工作提供科学依据

地质灾害会对地形地貌产生较大影响,三维测绘技术为这个阶段提供地形变化监测与分析,同时为灾后恢复重建规划和决策提供了重要科学依据,对灾害机理研究也具有重要的科学价值。对灾后地形变化的监测与分析,对于灾区重建后的城市规划、居民安置点的选择具有重要的现实意义,此外,还将同时进行山体监测、水库堤坝监测、古建筑物、标志性建筑物、重要交通桥隧等的位置分析,这也为灾后科学合理决策提供有价值的资料保证。

结束语:

近年来,随着自然环境的变化与地质结构的变迁,不同的地理环境下地质灾害发生的可能性逐渐加大,极易给人民生产生活带来重大危害。为有效避免由于地质灾害频发造成的生命财产损失,对地质灾害进行准确预测引起了相关技术部门的密切关注。三维测绘技术手段在很多领域都具有强大的适用性和技术优势,在地质灾害分析中,三维测绘技术所展现出的高精度、高效率优势具有重要的理论及现实意义,同时也有着巨大的应用潜力。三维测绘技术可以快速整合与集成地质灾害前后的各类基础地理信息、灾情信息,切实满足抢险救灾、灾情评估、灾害监测和恢复重建等方面的需求。但是在发展过程中,三维测绘技术还会不断面临新的问题,因此,对三维测绘技术的研究要被进一步加强,努力实现技术进步与飞跃式发展。

参考文献:

[1]胡磊,彭劲松,叶波,陈海佳.三维激光扫描技术在地质灾害应急测绘中的应用[J].测绘通报,2017,(9):154-155

[2]马福贵,宋元福,然见多杰,吴金宏.三维激光扫描技术在地质灾害调查中的应用[J].中国地质灾害与防治学报,2017,(3):101-105

[3]胡振琪,王晓彤,梁宇生,等.2017年土地科学研究重点进展评述及2018年展望——土地工程与信息技术分报告[J].中国土地科学,2018,(3)

[4]林德超.测绘新技术与地质灾害的防治对策分析[J].资源信息与工程,2018,(2):133-134

[5]杨勇,高文娟,刘遐龄,等.生产一体化在地质灾害防治专用图测制中的应用[J].测绘,2017,(2):90-93

[6]孙影,郑福海,王铁军.PixelGrid集群式系统在影像快速纠正中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2014,(10):221-223

作者简介:姓名:姚荣华性别:男民族:彝族出生年月:1987年05月学历:本科职称:工程师研究方向:水工环

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