上海崩塌災(zāi)害的多傳感器融合觀測(cè)技術(shù)與普查識(shí)別

摘 要：上海市西部零散分布的基巖殘丘群，由于歷史時(shí)期強(qiáng)烈的采石和建筑工程活動(dòng)，形成了崩塌災(zāi)害易發(fā)區(qū)，巖體崩塌事件相繼發(fā)生。受技術(shù)條件限制，以往開(kāi)展的崩塌災(zāi)害調(diào)查無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，傳統(tǒng)地質(zhì)勘察、地形測(cè)量難以在陡峭山體開(kāi)展，或者其精度無(wú)法滿足災(zāi)害評(píng)估的要求。三維激光掃描、無(wú)人機(jī)傾斜攝影與機(jī)載激光雷達(dá)等實(shí)景復(fù)制技術(shù)是近年來(lái)快速發(fā)展的高新技術(shù)，是目前解決上海市山體崩塌災(zāi)害的可能路徑。在此背景下，筆者在比較多種新型觀測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了上海市崩塌災(zāi)害多技術(shù)手段綜合調(diào)查技術(shù)流程。以辰山采石坑為例，基于無(wú)人機(jī)獲取的高精度山體實(shí)景模型，構(gòu)建了地質(zhì)災(zāi)害三維解譯場(chǎng)。通過(guò)數(shù)字地形分析和計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害特征數(shù)據(jù)自動(dòng)化提取、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的智能化識(shí)別和崩塌地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程模擬，為崩塌孕災(zāi)條件調(diào)查、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)找到了新的方法和手段。研究結(jié)果表明，辰山礦坑距邊坡30 m 的范圍內(nèi)為崩塌潛在的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。本次研究為上海市基巖殘丘區(qū)崩塌災(zāi)害調(diào)查和防治提供了技術(shù)方法借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；傾斜攝影；激光雷達(dá)；山體崩塌；危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：P231；P642.21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1329（2023）02-0119-07

2018 年10 月10 日，習(xí)近平總書(shū)記主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第三次會(huì)議，親自部署地質(zhì)災(zāi)害防治“九項(xiàng)重點(diǎn)工程”建設(shè)，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)災(zāi)害防治首先要掌握風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)。地質(zhì)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查作為地質(zhì)災(zāi)害防治的基礎(chǔ)性工作，被列為“九項(xiàng)重點(diǎn)工程”第一項(xiàng)工程。崩塌是山區(qū)常見(jiàn)的危害較大的地質(zhì)災(zāi)害[1]。上海作為河口三角洲平原區(qū)的超大城市，崩塌不是其主要地質(zhì)災(zāi)害。然而，上海西部零星分布的基巖殘丘群分布著近百米高的陡峭山體和近百米深的礦坑。這些區(qū)域是崩塌的易發(fā)區(qū)和潛在災(zāi)害區(qū)，歷史上曾發(fā)生過(guò)數(shù)起崩塌事件，崩塌災(zāi)害造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。基巖殘丘群土地面積總和雖小，卻是上海重要的自然生態(tài)、歷史文化和地質(zhì)遺跡景觀區(qū)，其中包括佘山AAAAA 級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)、世茂深坑酒店、辰山植物園等重要景觀設(shè)施和重大工程，對(duì)上海市自然生態(tài)和歷史文化保護(hù)及旅游業(yè)發(fā)展具有重要意義。因此，基巖殘丘區(qū)崩塌等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查監(jiān)測(cè)十分必要。

2013 年以來(lái)，自然資源部門(mén)針對(duì)上海西部殘丘區(qū)持續(xù)開(kāi)展了山體邊坡突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與監(jiān)測(cè)預(yù)警工作，取得了較多的成果。但受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，陡峭山體的地質(zhì)勘察、地形測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致調(diào)查精度無(wú)法滿足高質(zhì)量災(zāi)害評(píng)估的要求。面對(duì)當(dāng)前的局面，提高地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查創(chuàng)新能力，運(yùn)用新型觀測(cè)技術(shù)解決這些困難顯得十分關(guān)鍵。近年來(lái)，航空遙感、無(wú)人機(jī)等新型觀測(cè)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中正逐步推廣應(yīng)用，其輔助調(diào)查能力是傳統(tǒng)觀測(cè)設(shè)備無(wú)法比擬的[2]，可為山體崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的精細(xì)調(diào)查提供有力支撐。

機(jī)載激光雷達(dá)具有測(cè)量精度高、智能化程度高的特點(diǎn)。傳感器發(fā)出的激光可到達(dá)植被下的地表，能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)獲取地表點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地獲取山地植被茂密區(qū)域地表三維坐標(biāo)，這為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供了有效的技術(shù)手段[3]。一些學(xué)者借助人工智能算法，利用無(wú)人機(jī)獲取的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別與危險(xiǎn)性評(píng)估[4]，也有學(xué)者提出基于空天地一體化的調(diào)查方法，即利用高清衛(wèi)星遙感、低空攝影、激光雷達(dá)等多種新型對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害隱患早期識(shí)別與監(jiān)測(cè)工作[5]。這些技術(shù)方法為施工難度大的山體崩塌易發(fā)區(qū)的調(diào)查監(jiān)測(cè)提供了重要的借鑒。

無(wú)人機(jī)具有高效率、高精度等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且可以靈活搭載不同傳感器。無(wú)人機(jī)機(jī)載激光雷達(dá)模塊可以高效獲取地表三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲取地質(zhì)災(zāi)害隱患體的坡度、坡向等災(zāi)害特征數(shù)據(jù)，能夠提高地質(zhì)災(zāi)害隱患調(diào)查的定量化程度 [6]。無(wú)人機(jī)搭載傾斜攝影模塊可獲取隱患點(diǎn)的高分辨率實(shí)景三維模型、數(shù)字正射影像等數(shù)據(jù)，極大提高了地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查工作效率。這些新型觀測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用可為地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別、調(diào)查與評(píng)估工作提供科學(xué)依據(jù)[7]。在全國(guó)第一次地質(zhì)災(zāi)害普查工作中，本文的支撐工作首次嘗試應(yīng)用無(wú)人機(jī)搭載多種新型觀測(cè)裝備開(kāi)展上海西部基巖殘丘區(qū)崩塌災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)，取得了較好的效果。本文介紹基于無(wú)人機(jī)搭載的多種新型觀測(cè)技術(shù)裝備在上海市基巖殘丘區(qū)的觀測(cè)應(yīng)用的方法流程，并以辰山礦坑為例，評(píng)述新型觀測(cè)技術(shù)在上海市崩塌災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用效果。

1 研究區(qū)崩塌災(zāi)害發(fā)生情況

上海巖石邊坡的崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要分布在松江區(qū)和金山區(qū)內(nèi)的基巖殘丘區(qū)，屬突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。基巖裂隙相切形成塊體，于邊坡數(shù)米至數(shù)十米不等高度崩解墜落。

據(jù)歷史災(zāi)害調(diào)查，2015—2021 年上海市松江區(qū)和金山區(qū)發(fā)生的崩塌災(zāi)害中，落石體積在20 m3 至200 m3 不等，其中最嚴(yán)重的一起崩塌事件發(fā)生于2018 年1 月26 日，崩塌面位于辰山植物園西采石坑臨水邊坡，崩落巖壁高度約15 m，估算崩塌方量約200 m3。另外幾起崩塌事件分別發(fā)生在天馬山、橫云山和薛山，崩塌落石巖塊體積較小，約為20 m3。金山區(qū)崩塌巖塊主要分布在大金山、小金山和浮山島，但由于島上人跡罕至，崩塌發(fā)生的時(shí)間不詳。崩塌地質(zhì)災(zāi)害造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)人民生命與財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。

2 新型觀測(cè)技術(shù)方法比較及工作流程設(shè)計(jì)

2.1 新型觀測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)比較

三維激光掃描技術(shù)是一項(xiàng)近年來(lái)快速發(fā)展的、高精度、高效率三維觀測(cè)技術(shù)，它具有自動(dòng)化程度高、點(diǎn)云密度高、測(cè)量精度高、工作效率高等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)三維激光掃描，能快速獲取物體表面的三維點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為三維模型的建立提供了新型的技術(shù)手段和海量的數(shù)據(jù)來(lái)源[8]。

無(wú)人機(jī)獲取的傾斜模型具有真實(shí)地物的坐標(biāo)、外形、紋理等特征 [9]。傾斜攝影通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載多鏡頭相機(jī)。相機(jī)可以從不同的視角同步進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)并采集影像數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng)航空攝影只能從垂直視角拍攝地物影像的短板。無(wú)人機(jī)獲取的高精度多視角影像數(shù)據(jù)，結(jié)合三維建模軟件能快速重建三維模型，從而更加逼真地表達(dá)地物的外觀、尺寸、紋理等特性[10]。

在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查領(lǐng)域，三維激光掃描技術(shù)和無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用雖然已很普遍，但兩者在使用中都存在一定的缺陷。地面三維激光掃描技術(shù)雖然能快速獲得高精度地面三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但受限于視線高度的影響，視線遮擋的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影能快速獲取地表精度較高的影像數(shù)據(jù)，但其高程精度不高，并需要布設(shè)較多的像控點(diǎn)來(lái)提高整體精度。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)具有傾斜攝影與地面三維激光掃描儀無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但后者設(shè)備價(jià)格昂貴，在項(xiàng)目生產(chǎn)中提高了成本投入[11]。因此，綜合考慮技術(shù)方法、經(jīng)濟(jì)效益等因素及無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)和地面三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)（表1），將激光雷達(dá)和傾斜攝影相結(jié)合，形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可有效改善數(shù)據(jù)獲取效率和提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性、豐富性，從而實(shí)現(xiàn)高效獲取地質(zhì)災(zāi)害隱患地質(zhì)體高分辨率、高精度的地表影像和真實(shí)地貌特征數(shù)據(jù)[12]。

2.2 工作流程設(shè)計(jì)

采用無(wú)人機(jī)載LiDAR 和傾斜攝影技術(shù)獲取地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)三維空間數(shù)據(jù)，主要分為無(wú)人機(jī)外業(yè)飛行和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大部分。外業(yè)航拍分為：像控點(diǎn)布設(shè)、像控點(diǎn)測(cè)量、無(wú)人機(jī)攝影、激光點(diǎn)云掃描等步驟。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作主要分為：點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)等。工作流程如圖1 所示。

2.2.1 外業(yè)數(shù)據(jù)獲取

（1）傾斜攝影數(shù)據(jù)獲取。傾斜攝影技術(shù)通過(guò)傾斜相機(jī)從五個(gè)不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的地物紋理信息。這不僅能夠真實(shí)地反映地物情況，高精度地獲取地物紋理信息，還可通過(guò)先進(jìn)的定位、融合、建模等技術(shù)，生成真實(shí)的三維模型。

（2）LiDAR 數(shù)據(jù)獲取。激光掃描就是將POS 系統(tǒng)、GNSS 定位系統(tǒng)和激光測(cè)量設(shè)備安裝到無(wú)人機(jī)平臺(tái)上，通過(guò)激光測(cè)距的方式獲取地表高程數(shù)據(jù)。GNSS 定位系統(tǒng)安裝于飛機(jī)頂部便于接收信號(hào)，采用差分定位的方法對(duì)飛行器進(jìn)行定位。POS 系統(tǒng)安裝到飛機(jī)內(nèi)部，與掃描儀具有一定的位置關(guān)系，用于確定飛行器的姿態(tài)。

2.2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

（1）傾斜攝影數(shù)據(jù)處理。影像數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)檢查、空三加密、實(shí)景三維模型建立等步驟。數(shù)據(jù)檢查主要檢查航空攝影的飛行質(zhì)量以及航拍影像質(zhì)量。基于原始影像及空三成果，使用內(nèi)業(yè)處理軟件生成三維模型及派生數(shù)據(jù)，包括DOM、DSM（含DEM）、密集點(diǎn)云等數(shù)據(jù)。

（2）LiDAR 數(shù)據(jù)處理。激光點(diǎn)云處理步驟主要是提取地面點(diǎn)數(shù)據(jù)和DEM 信息提取。激光雷達(dá)可以穿透植被，產(chǎn)生3 次回波。在林地區(qū)域，激光雷達(dá)提取地面點(diǎn)信息非常容易，在植被稀疏和植被茂密的地方都能得到較好的效果。根據(jù)地面點(diǎn)信息可以生成工作區(qū)的DEM 高程數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估。經(jīng)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理后生成的數(shù)據(jù)主要有LiDAR 點(diǎn)云數(shù)據(jù)、DOM、DEM、實(shí)景三維模型等。精度驗(yàn)證主要從高程質(zhì)量、與原來(lái)數(shù)據(jù)的吻合度（是否出現(xiàn)分層）、高程值信息等來(lái)判斷。

3 辰山采石坑崩塌災(zāi)害調(diào)查

辰山采石坑是上海市典型的崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，位于辰山植物園內(nèi)，為采石活動(dòng)停止后遺留的坑體。目前該礦坑已改建為礦坑花園，裸露的坑體邊坡高差近70 m，邊坡坡度一般為80?～85?，局部呈直立、倒坡?tīng)睢＿吰孪路讲糠指患葱纬扇斯ず矗婧０渭s-22 m，其他區(qū)域?yàn)榫坝^和綠化地帶。為了精準(zhǔn)查明崩塌災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患，本次研究布置了全覆蓋航空傾斜攝影和激光雷達(dá)掃描。根據(jù)測(cè)區(qū)的高程信息和成圖比例尺的要求，進(jìn)行航飛分區(qū)規(guī)劃及航線設(shè)計(jì)。

3.1 數(shù)據(jù)獲取

在適航條件下開(kāi)展無(wú)人機(jī)攝影，根據(jù)飛行質(zhì)量情況進(jìn)行局部區(qū)域重飛或補(bǔ)飛。傾斜攝影使用賽爾102S 五鏡頭獲取數(shù)據(jù)，飛行高度為110 m，地面分辨率為1.72 cm/pixel，旁向重疊率75%，航向重疊率80%，航線長(zhǎng)度為13121 m，測(cè)區(qū)面積為259062 m2，累計(jì)拍攝照片4920張。機(jī)載激光掃描使用大疆zenmuse L1 三維激光掃描鏡頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，飛行高度為110 m，正射地面分辯率為3.00 cm/pixel，點(diǎn)云密度為227 個(gè)/m2，激光旁向重疊率為60%，回波模式為三回波，采樣頻率160kHz，航線長(zhǎng)度8486 m，拍攝照片168 張。

3.2 內(nèi)業(yè)處理

（1）影像預(yù)處理

在不影響地物立體觀測(cè)、屬性判讀的前提下，對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理，包括影像畸變糾正、去除畸變差和圖像增強(qiáng)，以增加地物的可讀性。

（2）空中三角測(cè)量

利用Bentley 公司開(kāi)發(fā)的ContextCapture 軟件進(jìn)行空中三角測(cè)量。待區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)束后進(jìn)行誤差估算，連接點(diǎn)與最近野外控制點(diǎn)的平面中誤差、高程中誤差符合相關(guān)規(guī)定，連接點(diǎn)的中誤差一般采用檢查點(diǎn)（多余像片控制點(diǎn)）的中誤差進(jìn)行估算。

3.3 模型生產(chǎn)

（1）傾斜三維模型生產(chǎn)

選用Bentley 公司的Context Capture 三維建模工具開(kāi)展三維模型構(gòu)建。Context Capture 是基于圖形運(yùn)算單元GPU 的快速三維場(chǎng)景運(yùn)算軟件，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地從簡(jiǎn)單連續(xù)影像中構(gòu)建實(shí)景三維場(chǎng)景模型，結(jié)合全覆蓋的傾斜影像數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)景真三維模型的建立，建模結(jié)果如圖2 所示。

（2）三維激光雷達(dá)模型生產(chǎn)

激光雷達(dá)點(diǎn)云處理主要使用DJI 大疆創(chuàng)新推出的大疆智圖軟件。首先，對(duì)激光點(diǎn)云進(jìn)行處理，對(duì)完成預(yù)處理的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲濾除和點(diǎn)云分類；然后，將分類后的點(diǎn)云通過(guò)分類顯示、不同高程顯示等多種方法進(jìn)行展示，目視檢查分類后點(diǎn)云，編輯激光點(diǎn)云成果。生成的三維激光點(diǎn)云模型如圖3 所示。

3.4 災(zāi)害識(shí)別與診斷

3.4.1 提取災(zāi)害特征數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)獲取的三維巖壁數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、刪除、去噪與上色，建立了巖體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)彩色模型，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)中裂縫和隱患石塊查找、三維量測(cè)和篩選。通過(guò)對(duì)危巖體點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行等高線繪制，可進(jìn)一步確定巖壁的坡度與坡向（圖4 和圖5）。

3.4.2 節(jié)理裂隙面自動(dòng)化識(shí)別

為確保分析的典型性，選取某采石坑暴露規(guī)模較大的一處邊坡作為典型邊坡，開(kāi)展節(jié)理裂隙面自動(dòng)化識(shí)別研究。邊坡坡體長(zhǎng)約50 m，高約25 m。針對(duì)邊坡表面起伏凹凸、非理想空間平面的特點(diǎn)，通過(guò)解算無(wú)人機(jī)影像獲取邊坡形貌的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用KD-Tree 算法解析坡體所有面狀結(jié)構(gòu)的空間幾何參數(shù)。結(jié)果表明，坡體走向?yàn)?90?～220?（傾向?yàn)?00?～130?），邊坡坡體近乎直立，坡度集中在70?～85? 區(qū)間范圍內(nèi)（圖6）。

該邊坡為裸露情況良好、基本無(wú)植物覆蓋的含裂隙火山巖、火山碎屑巖。崩塌塊體產(chǎn)生的概率與邊坡巖體裂隙發(fā)育密度、產(chǎn)狀和規(guī)模有很強(qiáng)的相關(guān)性。通過(guò)裂隙結(jié)構(gòu)面特征提取和統(tǒng)計(jì)分析，可詳細(xì)描述崩塌孕災(zāi)條件，進(jìn)而闡明崩塌災(zāi)害機(jī)理。邊坡的節(jié)理裂隙面分析過(guò)程，首先要在結(jié)構(gòu)面處生成高精度三維點(diǎn)云模型，其次通過(guò)點(diǎn)云模型擬合出最優(yōu)結(jié)構(gòu)面，根據(jù)擬合面的空間屬性，最后計(jì)算出傾向、傾角等產(chǎn)狀特征。本次調(diào)查對(duì)邊坡的裂隙結(jié)構(gòu)面參數(shù)進(jìn)行了全面提取和分析，揭示了邊坡裂隙結(jié)構(gòu)面走向、傾向、傾角等發(fā)育特征。結(jié)果顯示，邊坡面存在四組裂隙（J1～J4）節(jié)理面（圖7），其中J1、J3 走向近東西，J2、J4 走向近南北。裂隙節(jié)理面傾向、傾角情況見(jiàn)表2。多組裂隙結(jié)構(gòu)面的三維建模直觀顯示了裂隙的規(guī)模、傾向和交切特征（圖8）：礦坑四組結(jié)構(gòu)面近乎正交，結(jié)構(gòu)面切割邊坡，造成規(guī)模大小不一的凸出巖塊，存在崩塌災(zāi)害隱患。

3.4.3 崩塌地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程模擬及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

崩塌塊體產(chǎn)生并脫離是地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的必要條件，影響災(zāi)害強(qiáng)度和概率的另一重要方面是崩塌塊體的運(yùn)動(dòng)特征。結(jié)構(gòu)面密集且切割深度較大的區(qū)域，塊體脫落的概率相對(duì)較高，但是否造成嚴(yán)重的災(zāi)害效應(yīng)，取決于其對(duì)承災(zāi)體接應(yīng)面造成的直接沖撞，塊體墜落的高度、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與坡體接觸形成的摩擦和碰撞都能夠影響最終的運(yùn)動(dòng)距離和范圍。

本次研究根據(jù)邊坡真實(shí)的坡體的形貌特征，模擬巖石塊體在不同位置崩塌形成的運(yùn)動(dòng)軌跡。由圖9 所示，在裸露邊坡的坡頂、坡中和坡底多次模擬巖石塊體的崩塌墜落、塊體運(yùn)動(dòng)軌跡、塊體的碰撞與摩擦，統(tǒng)計(jì)落石終點(diǎn)位置和對(duì)應(yīng)軌跡線數(shù)，計(jì)算得出了崩塌影響概率和災(zāi)害強(qiáng)度概率。

崩塌軌跡體現(xiàn)了崩塌塊體經(jīng)過(guò)和抵達(dá)的區(qū)域范圍，而某一點(diǎn)位的被崩塌塊體經(jīng)過(guò)或停止（抵達(dá)）的次數(shù)體現(xiàn)了該點(diǎn)位受崩塌沖擊的概率，反映了該處崩塌地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)程度。根據(jù)崩塌軌跡模擬結(jié)果評(píng)價(jià)了崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)程度的空間差異，將崩塌概率劃分為四個(gè)等級(jí)：Ⅳ級(jí)（崩塌軌跡統(tǒng)計(jì)值≤ 50）、Ⅲ級(jí)（50 ＜崩塌軌跡統(tǒng)計(jì)值≤ 150）、Ⅱ級(jí)（150 ＜崩塌軌跡統(tǒng)計(jì)值≤ 250）、Ⅰ級(jí)（250 ＜崩塌軌跡統(tǒng)計(jì)值≤ 300），統(tǒng)計(jì)值越大則表明崩塌塊體可能給該位置帶來(lái)的沖擊概率越大（圖10）。

4 結(jié)論

地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別工作是當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，研究地質(zhì)災(zāi)害隱患特征和識(shí)別技術(shù)方法，對(duì)提高地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防能力具有重要意義。本文通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取三維實(shí)景模型數(shù)據(jù)為災(zāi)害特征數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行智能化識(shí)別和地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程模擬研究，為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供了新的方法借鑒。本文以辰山礦坑為例，開(kāi)展了無(wú)人機(jī)載新型觀測(cè)技術(shù)在山體崩塌災(zāi)害中的觀測(cè)應(yīng)用研究，主要結(jié)論如下：

（1）無(wú)人機(jī)傾斜攝影、激光雷達(dá)等觀測(cè)技術(shù)的融合應(yīng)用可快速獲取隱患區(qū)高分辨率、高精度地形地貌影像和真實(shí)地表三維模型，通過(guò)提取三維模型上災(zāi)害特征信息，可有效識(shí)別陡峭巖壁上的地質(zhì)災(zāi)害體，突破因數(shù)據(jù)不全對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別的局限性，對(duì)崩塌災(zāi)害的預(yù)防預(yù)警具有重要應(yīng)用價(jià)值。

（2）通過(guò)解算無(wú)人機(jī)獲取的三維巖壁數(shù)據(jù)，自動(dòng)提取災(zāi)害特征數(shù)據(jù)，并通過(guò)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的智能識(shí)別方法進(jìn)一步解析節(jié)理裂隙面等崩塌孕災(zāi)條件，為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查找到了新的方法。該方法突破了傳統(tǒng)崩塌地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)方法的局限性，可作為邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害詳查可靠的技術(shù)方法。

（3）通過(guò)研究邊坡真實(shí)的坡體形貌特征，模擬巖石塊體在不同位置崩塌形成的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以明確崩塌影響范圍和災(zāi)害強(qiáng)度概率及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)區(qū)劃。本次研究結(jié)果表明辰山礦坑崩塌潛在的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要位于距邊坡30 m 的范圍內(nèi)。

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