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介绍了LiDAR激光探测与测距系统的组成和基本原理, 并对LiDAR技术在地质灾害、活动断裂、冰川及海岸线测绘等地质环境领域的国内外应用现状与进展进行了系统分析和总结, 对该技术的应用前景进行了展望。LiDAR系统集激光、GPS和惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)三种技术于一身, 能够快速、精确地获取地面目标的三维空间信息, 是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。LiDAR作为一种新型的遥感测量技术未来在自动、快速提取滑坡体、自动提取与断裂相关的微地貌结构信息、海岸带附近精细地物分类、海岸带调查以及潮间带生物多样性研究等方面具有很大的发展空间。 相似文献
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近年来,隐蔽性强、突发性高、破坏力大、灾害链长的重大地质灾害频繁发生。如何实现人工排查无法到达区域地质灾害隐患的早期识别,已是地质灾害防治领域必需解决的难题。本文基于无人机载LiDAR和倾斜摄影技术,获取地质灾害隐患点更加精准、精细的地形地貌勘测数据,采用定性与定量相结合方法开展地质灾害隐患早期识别。无人机载LiDAR技术能够“穿透”地表植被,获取真实地表数字高程模型（DEM）,据此可计算出地质灾害的关键特征参数,如山体阴影、坡度、等高线、粗糙度以及曲率等微地貌因子。无人机载倾斜摄影技术能够快速获取地质灾害隐患点的三维模型和数字正射影像（DOM）,使在三维实景场景模型中开展地质灾害隐患点识别和研判成为可能。通过建立数据综合应用策略,对地质灾害隐患点定性和定量分析,能够实现早期发现、有效识别。本文通过对九寨沟九道拐滑坡点的研究分析,结果表明无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别方面具有较大的应用价值。 相似文献
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不同基岩组合形成的微地貌形态特征的获取是大比例尺遥感解译岩石地层单元的基础,关键是提高遥感影像及地形数据的空间分辨率。在西南岩溶区填图试点项目中,通过无人机航空遥感平台（UAV）获取了工作区0.2 m分辨率的高精度遥感影像、高密度的点云数据以及0.5 m分辨率的数字高程模型（DEM）,影像与DEM叠加建立工作区三维地表模型,实现了区内微地貌形态的高清晰度真三维再现,真实客观地描述了区域地表微地貌特征,促进了不同基岩上形成的微地貌特征的精细化研究,提高了遥感数据的解译程度。解译过程中结合已有地质资料,建立工作区不同岩石地层单元的微地貌、颜色及植被等方面的解译标志,基于三维地表模型实现了对工作区岩石地层单元的识别。 相似文献
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沿断裂带的大比例尺地貌填图是活动构造研究的重要基础。传统方法一般通过遥感、航片解译以及典型地点的实地测量进行详细填图。因此传统方法一般只能获得二维变形特征,或者局部的三维变形。激光雷达测量(Light Detection And Ranging-LiDAR)技术优势为对地貌的高精度、全方位、三维直接测量,可以为活动构造研究提供沿整条断裂带的高精度地貌高程基础数据。基于LiDAR数据的量化分析是未来活动构造研究的趋势。目前,美国、欧洲、日本以及我国台湾地区等均已经开展沿主要活动断裂带的大规模机载LiDAR测量。与传统方法相比,LiDAR技术在森林覆盖区和城区的活动断裂填图中具有巨大的优势,在沿断裂位错测量上也更精准,更有效。并且震前与震后LiDAR数据对比也是研究同震变形特征、探索断裂发震模式的重要手段。本文综述LiDAR技术在活动构造研究中的主要应用,介绍LiDAR技术在活动构造研究中的优势与前景。分析表明,激光雷达技术在活动构造研究中的应用势在必行,沿国内主要活动断裂带的机载LiDAR测量将成为未来国内活动断裂研究基础数据获取的重要手段。 相似文献
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基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例 总被引：1，自引：0，他引：1
探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。 相似文献
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活断层对城市建设的影响长期以来受到科研人员与城市建设者的重视。活断层避让距离的确定直接影响活动断裂地区建筑物的选址。伴随着中国地下空间开发进入快速发展阶段,活动断裂地区的地下建筑选址问题应运而生。以隐伏活动正断层为例,综合考虑地下建筑震害影响、隐伏活动正断层地区地质背景、断裂活动性以及发震破坏特征,对活断层地区地下建筑的避让问题开展研究。研究表明：地下建筑受活断层发震的影响比地面建筑小,但断裂发震的影响依然需要重视;隐伏正断层破坏范围受多方面的影响因素控制,地下建筑避让距离的划定需以断层变形带的边界为起点进行;结合渭河断裂咸阳段的地质背景与断裂活动特点,确定断层上、下盘的避让距离分别为30 m和15 m,得出渭河断裂咸阳段地下30 m以浅限建带的宽度为140 m。 相似文献
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基于LiDAR的海原断裂松山段断错地貌分析与古地震探槽选址实例 总被引：1，自引：1，他引：0
基于高精度机载Li DAR数据在GIS平台的地貌因子渲染分析,对海原断裂老虎山段松山地区古地震研究点进行高精度大比例尺(1∶1000)地貌填图,勾勒出研究点微地貌空间展布和断裂高精度几何形态。通过对松山古地震研究点2个新探槽的开挖,结合细致的探槽解译、地震事件识别与分期、年代学样品测试,得出5次37380±880BP以内的不连续古地震序列。通过对比此处已经开挖的各自相距不足150m、分布于断裂同一段落的4个古地震探槽的微地貌位置、沉积特征和地震事件信号强弱,发现即使相距不远,不同微地貌位置古地震探槽揭示的古地震现象也会有显著差别。这种差别凸显了古地震研究结果,如揭示的事件证据和个数等与探槽点位置的选取有较强的依赖性。综合对比分析表明,较低的地势、低能静水环境、高沉积速率、细粒的沉积物源区及连续的沉积环境是走滑断裂上开展古地震研究的优选地貌位置。实例表明,基于高精度地形数据对研究点开展精细地貌填图揭示微地貌时空演化,从而在探槽开挖前对古地震研究点的构造地貌优劣进行充分评价是提高古地震研究质量的必要程序,同时也显示出高精度机载Li DAR数据在活动构造研究中的重要新应用。 相似文献
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海底地貌是海水覆盖下的固体地球表面形态的总称。海底地貌巨变往往与海底地质灾害息息相关,会对海底管线和海上平台等海洋工程设施造成危害,因而对海底地貌进行原位观测具有重要意义。本研究基于前人研究成果和团队常年自主研发仪器经验,研制出了剖面声呐海底微地貌原位观测系统,详细介绍了观测系统的组成、功能、工作原理和工作模式,并提出了观测数据的处理分析方法;然后,使用观测系统进行了标志物检验实验,通过将观测系统测量数据与其他设备测量数据相对比,验证了观测系统的可行性和数据准确性;最后,使用观测系统在舟山海域朱家尖滑坡区进行原位观测,进一步验证了观测系统的可行性。观测结果进一步表明剖面声呐观测系统可以用于海底微地貌的观测研究。 相似文献
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重点讨论基于不同软件平台下,机载LiDAR数据加工DEM测绘产品工艺技术研究。针对原始LiDAR点云集数据拼接、系统精度纠正、预处理→地面高程点提取→非地面点滤波分类→数字地面模型编辑→数字高程模型网格化→DEM产品质量检验等生产工艺流程进行研究。通过对LiDAR数据滤波分类处理算法应用研究,实现不同地物类别点云自动化提取。同时针对高精度的DTM、DEM数模产品拓展应用,重构地表模型三维虚拟成像。 相似文献
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综合多频率地质雷达天线探测活断层浅层结构——以玉树活动断裂为例 总被引：2，自引：2，他引：0
地质雷达技术具有操作性强、分辨率高、探测深度深、对地表环境无破坏和可重复探测等特点,在活断层探测中具有很大的优势。为验证综合多中心频率地质雷达天线探测活断层地下浅层结构效果,以民主村处发育的玉树活动断裂为研究对象,采用25 MHz、100 MHz、250 MHz和500 MHz中心频率的地质雷达天线对活断层浅层结构进行探测,并与探槽剖面进行效果对比。研究结果表明:低中心频率的地质雷达天线（25 MHz和100 MHz）可获取大范围内深度较深（约32 m）的活断层地下浅层结构的整体形态,从雷达图像上可识别出主断层分布范围、断层倾向及地下浅层结构等;而中高中心频率的地质雷达天线（250 MHz和500 MHz）则可获取局部范围内深度较浅（约3 m）的地下浅层结构,尤其是500 MHz天线。探测结果与地表构造地貌形态和探槽剖面地质构造一致,表明综合多中心频率地质雷达天线探测玉树活动断裂浅层结构的有效性和适用性,为活断层研究提供多尺度数据及方法支持。 相似文献
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基于低空遥感地貌观测的逆断层陡坎研究:以张流沟滩断层陡坎为例 总被引：1，自引：0，他引：1
活动断层相关地貌特征的定量研究是揭示古地震和断裂属性的重要依据,其中陡坎地貌是断裂活动的重要地貌响应,是有效识别活动断裂的重要地貌标志。近年来,无人机低空遥感观测技术的不断进步,使得高分辨率地貌数据的快速获取成为现实。本研究利用无人机低空遥感地貌观测技术,对张流沟滩处的断层陡坎附近进行高分辨率数字地形数据的采集。断层陡坎位于张流沟滩河流Ⅱ级阶地上,影像采集范围为800 m×400 m的矩形区域。经过一系列的影像处理,最终获取了目标区地面分辨率为0.1 m的DEM(数字高程模型)数据。基于该DEM数据可以提取到正交于断层陡坎的高程、坡度剖面。利用高程剖面所展示的地形地貌信息,可以提取到陡坎高度为(2.81±0.05) m;利用坡度剖面所展示的坡度曲线特征,可以推断该陡坎至少经历过两次断错活动事件,并且陡坎存在向上“凸起样式”。通过探槽解译,确定该陡坎下伏断裂至少发生过两次活动事件,其中较早的地震事件接近(3.68±0.14) ka B.P.,最晚期的地震活动应为1927年古浪8级地震,两次断裂活动累计垂直位移为(2.80±0.2) m。将以上两种研究方法相比较可以发现,探槽结构分析与低空遥感获取的定量化地貌信息分析结果基本一致,均能够有效揭示古地震期次及累计的同震位移量。最终本研究将探槽揭示的地层单元的沉积、构造信息与陡坎坡度数据特征相结合,提出了基于断层传播褶皱模型的“陡坎凸起”地貌响应样式来解释陡坎存在的向上“凸起样式”。实践证明,利用无人机低空遥感地貌观测技术能够定量、半定量化揭示下伏断裂的活动信息,结合传统断裂研究手段,可以更全面解释活动断层的沉积、构造特征及地形、地貌现象。总的来说,无人机低空遥感地貌观测技术的应用可作为传统古地震研究的辅助手段,并有其独特的方法优势。 相似文献
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We describe an active right-lateral strike-slip fault zone along the southern margin of the Japan Sea, named the Southern Japan Sea Fault Zone (SJSFZ). Onshore segments of the fault zone are delineated on the basis of aerial photograph interpretations and field observations of tectonic geomorphic features, whereas the offshore parts are interpreted from single-/multichannel seismic data combined with borehole information. In an effort to evaluate late Quaternary activity along the fault zone, four active segments separated by uplifting structures are identified in this study. The east–northeast-trending SJSFZ constitutes paired arc-parallel strike-slip faults together with the Median Tectonic Line (MTL), both of which have been activated by oblique subduction of the Philippine Sea plate during the Quaternary. They act as the boundaries of three neotectonic stress domains around the eastern margin of the Eurasian plate: the near-trench Outer zone and NW–SE compressive Inner zone of southwest Japan arc, and the southern Japan Sea deformed under E–W compression from south to north. 相似文献
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The Tan-Lu fault zone (TLFZ) is the largest of the major faults in eastern China. Many strong earthquakes have occurred on its section in North China, but no quake greater than M ⩾ 6 has been documented in history at its northeastern section, the Yilan-Yitong fault (YYF) in Northeast China. It is usually considered that this fault has been inactive since late Quaternary and incapable of generating moderate-sized quakes. This conclusion is, however, questioned by our recent work based on high-resolution satellite image interpretation and field investigation. We found a 70-km-long surface scarp near Fangzheng county in Heilongjiang province (HLJP) and a 20-km-long scarp near Shulan county in Jilin province (JLP), and both are associated with the YYF. The trenches across these two scarps reveal a 14C displacement date of 1730 ± 40 years BP at Fangzheng and of 4410 ± 30 years BP at Shulan. The dextral offsets of the Songhua River and Second Songhua River and nearly horizontal fault striations indicate that the new activity of the YYF has been dominated by dextral strike slipping with a normal component. These new data suggest that, at least for partial sections, the YYF has been active since the Holocene, implying a potential seismic hazard. However, current quake-protection standards in this region are very low due to the previous view that the YYF fault has not been active since the late Quaternary. If an M ⩾ 7 quake takes place on this fault, it will be a devastating event. Therefore, it is necessary to conduct a detailed study on the whole YYF and to reassess its future seismic risk. 相似文献
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活动断层是城市地震灾害的重要风险源，准确厘定活动断层的空间几何展布是有效降低城市地震灾害和开展活动断层避让的基础。而城市化建设对原始地貌的严重改造使得原先出露地表的活动断层成为"隐形"断层，难以准确确定断层的几何展布。大同盆地中部的水峪断裂北段位于马铺山东缘，断错地貌明显，但南段进入大同市御东新区被城市建筑物覆盖，成为"隐形"断层。研究基于大同地区1965年历史航片影像资料，结合1∶10000地形图，运用航片像对和航空立体摄影的方法重建了该地区的数字高程模型（DEM）和正射影像（DOM），重点对水峪断裂"隐形"段进行识别和定位，厘定了水峪断裂断层陡坎的几何展布特征。研究结果表明，水峪断裂北段山前陡坎线性特征明显，由影像可以准确解译出断层几何展布位置；水峪断裂南段可基于2000年之前的Keyhole历史遥感影像、DOM与DEM资料，根据断层两侧的颜色差异及陡坎高度差异，精确厘定该段的断层几何展布位置；DEM提取的地形剖面表明"隐形"段陡坎高度在19 m左右。同时，基于野外调查的断层剖面与浅层人工地震剖面证明该陡坎就是水峪断裂的位置，这也表明利用历史航卫片对城市"隐形"活动断层进行精确定位的方法是可行的。该研究不仅为大同地区的地震危险性评估提供了重要依据，而且为城市"隐形"活动断层探测提供了一个新的思路和途径。 相似文献
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Multiple earthquakes produced by thrusting deformation have been recorded over the last century in the Tianshan area. Paleoseismic studies are very important in the exploration of the active quaternary tectonics and the risk assessment of great earthquakes in the Tianshan orogenic region. However, in this area, paleoseismic research is still lacking because of the lack of samples dated by 14C or optically stimulated luminescence (OSL) methods. We determined the ages of the alluvial fans by 10Be terrestrial cosmogenic nuclide (TCN) dating, measured the surface deformation of the fault scarp in a GPS survey, and evaluated the vertical displacements of the events in trenches in the east Kalpintage fault in the southwest Tianshan region. We estimated the displacement and recurrence intervals of the paleoseismic events and constrained the errors of the 10Be ages and slip rates using a Monte Carlo simulation method. Our study suggests that each paleoseismic event shows a similar displacement of ~1.5 m with a recurrence interval of ~5 kyr in the east Kalpintage fault. The calculated slip rate is 0.31(+0.21/?0.18) mm/yr. In such arid regions with large areas of coarse gravel that lack 14C or OSL samples, the integration of TCN dating, geomorphic deformation survey, and trenching methods is a reliable alternative for studying the active regional tectonics. 相似文献
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断裂滑动速率不仅是新生代构造定量研究的重要参数之一,也是地球动力学研究的重要组成部分。但现有研究普遍缺乏介于长时间尺度（>Ma）地质体累积位移和短时间尺度（晚第四纪以来）地貌单元位错以及年—十年尺度的大地测量观测之间的断裂位移量,从而造成了理解百万年时间尺度下断裂演化历史的空区。由于走滑断裂破坏了山前洪积扇与其汇水盆地组成的系统,残留的断错洪积扇会沿断裂走向在空间上不均匀地展布。据此提出3种利用断错洪积扇确定走滑断裂大规模累积位移量的方法。第一,洪积扇面积与汇水盆地面积一般符合Af=γAc（Af为洪积扇面积,Ac为汇水盆地面积,γ为常数0.5±0.35）对应关系,利用二者之比是否异常,获得断裂位错流域盆地走滑位移量;第二,利用断裂两盘的河流上下游分布相同岩性矿物组分,识别两盘对应地貌单元获得走滑位移量;第三,利用地貌单元残留标志与上游物源河道进行对比,估算走滑位移。同时,将上述3种方法应用于研究阿尔金断裂系百万年时间尺度以来的走滑位移量实例中,在现有速率分布前提下,可估算出地貌体的形成年龄,进一步验证了文中提出的走滑位移量估计方法能为精确厘定走滑断裂百万年尺度的演化历史提供新的解决途径和技术方法。 相似文献
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在贵州岩溶山区开展地质灾害风险调查时,由于局部存在高差较大的复杂山体,传统的地面调查手段往往具有局限性。为有效地识别及测量潜在的高位隐蔽性地质灾害隐患,采用无人机载LiDAR和地面三维激光扫描的方法,通过“俯视”数据与“正视”数据相融合,可完整、精确地获取崩塌危岩带的高精度点云及三维模型等数据。以贵州省水城区鸡场镇独家寨崩塌为例,通过野外数据采集-原始点云处理-不同数据融合-整体着色修复等步骤,最后得到研究区高精度三维模型数据,在此基础上对岩体结构和裂隙进行提取,解译出层面和两组节理裂隙产状,进而有效识别危岩体的空间分布,并基于网格划分方法计算出危岩带的规模约6.6×104 m3。结果表明无人机载LiDAR与地面三维激光扫描相融合的方法可优势互补,具有可操作性强、精度高、识别准等特点,可有效地获取解译并识别危岩体的分布及规模,为后续稳定性分析及风险评价提供基础。 相似文献
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E. V. Deev I. V. Turova A. P. Borodovskiy I. D. Zolnikov L. Oleszczak 《International Geology Review》2017,59(3):293-310
Palaeoseismological and archaeoseismological studies in the Kurai fault zone, along which the Kurai Range is thrust onto Cenozoic deposits of the Chuya intramontane basin, led to the identification of a long reverse fault scarp 8.0 m high. The scarp segments are primary seismic deformations of large ancient earthquakes. The scarp’s morphology, results of trenching investigations, and deformations of Neogene deposits indicate a thrusting of the piedmont plain onto the Kurai Range, which is unique for the Gorny Altai. Similarly for Northern Tien Shan, we explain this by the formation of both a thrust transporting the mountain range onto the depression and a branching thrust dislocation that forms the detected fault scarp. In a trench made in one of the scarp segments, we identified the parameters of the seismogenic fault – a thrust with a 30° dipping plane. The reconstructed displacement along the fault plane is 4.8 m and the vertical displacement is 2.4 m, which indicates a 7.2–7.6 magnitude of the ancient earthquake. The 14C age of the humus-rich loamy sand from the lower part of the colluvial wedge constrains the age of the earthquake at 3403–3059 years BP. Younger than 2500 years seismogenic displacements along the fault scarp are indicated by deformations of cairn structures of the Turalu–Dzhyurt-III burial mound, which was previously dated as iron age between the second half of I BC and I AD. 相似文献
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2008年5月12日,汶川Mw7.9级地震在青藏高原东缘沿龙门山逆冲断裂带中段形成了两条NE向和一条NW向逆冲走滑型地表破裂。依据同震地表陡坎形态特征,将其分为8种类型:逆断层陡坎、上盘垮塌陡坎、挤压推覆陡坎、右旋挤压推覆陡坎、断层相关褶皱陡坎、后冲挤压陡坎、上冲叠覆陡坎和局部正断层陡坎。汶川地震所形成的同震地表破裂主要由以逆冲为主的映秀破裂段和兼具逆冲、右旋走滑的北川破裂段两部分组成,这两个破裂段分别对应于Mw7.8与Mw7.6级地震事件;它们还可进一步细分为分别对应于Mw7.5、Mw7.7、Mw7.0和Mw7.5等4个次级事件的4个次级破裂段。这些次级破裂段的级联破裂可以用来解释为什么汶川地震的持续时间长达110 s。余震震源机制分析结果表明,发震断层的倾角随深度的增加而变缓,且从西南向北东逐渐变陡可以用来解释走滑分量增加的成因。此次大地震还表明,沿青藏高原东缘地形抬高的主要驱动力可能是地壳挤压缩短,而不一定是下地壳物质流动和膨胀引起上地壳的隆升。 相似文献