[发明专利]一种基于激光雷达技术的滑坡体变化检测方法

摘要

本发明公开了一种基于激光雷达技术的滑坡体变化检测方法，该方法在滑坡灾害中，尤其对复杂地形下的滑坡体进行变化检测，自动检测某个时间段滑坡体的位置和姿态发生的变化，一旦检测出潜在滑坡体发生的变化，并圈定变化范围，提醒现场工作人员注意，采取安全措施或者离开危险区域。该方法成本较低、操作方便、计算迅速、准确度较高、方便检测，可为滑坡灾害监测与评价提供科学依据，为自然灾害救援提供安全保障，产生经济效益和社会效益。

主权项

1.一种基于激光雷达技术的滑坡体变化检测方法，对潜在的滑坡体进行的变化检测；其特征在于，包括具体步骤如下：A)选取滑坡体研究区不同时间的两期或者两期以上所述所述激光雷达点云数据；B)首先对步骤A)中选取研究区的激光雷达点云数据进行预处理，根据地形的复杂程度对激光雷达点云数据进行重采样，考虑到为后期计算的高效性和精确性；C)对步骤B)重采样后的点云数据进行坐标转换，激光雷达获得的点云数据坐标系是WGS84下的世界大地坐标系[X Y Z]，将重采样后的滑坡体点云数据转换成当地的地方坐标系[x y z]，以便统一；D)转换完地方坐标系以后，对其进行迭代线性最小二乘内插滤波，滤波后分类出地面点和非地面点，地面点即为剔除植被、建筑物后，真实的地形表面点，滤波后的地面点可以更加真实地模拟滑坡体模型；E)步骤D)滤波后得到的地面点，对地面点云数据构建滑坡体研究区的DEM；F)对滑坡体研究区的两期DEM数据计算分别得到其每期DEM的坡度模型、坡向模型，从整个潜在的滑坡区域按照坡度和坡向的大小分析危险滑坡区域；G)对步骤E)处理后得到的滑坡体研究区DEM，如果该滑坡体是自然地形形成的，利用DEM得到研究区的等高线，如果该滑坡体是人工干预后形成的，可以根据地形的特点得到滑坡体的坡顶坡底的特征线、台阶的特征线和等高线；H)对步骤E)、F)和G)中的滑坡体研究区的DEM、坡度模型、坡向模型、等高线模型，坡顶坡底的特征线模型进行做差计算，得到某段时间内滑坡体的高度差变化模型、坡度差变化模型、坡向差变化模型、等高线差值变化模型、坡顶坡底的特征线差值变化模型、台阶的特征线差值变化模型；I)对步骤H)中的高度差变化模型估算滑坡体的滑坡岩石土方量，为后期的滑坡清理运输提供正确的岩石土方量数据；J)根据步骤H)中得到的滑坡体的各种变化模型，对滑坡体的变化进行变化检测；所述E)步骤中生成的DEM为高分辨率的DEM，F)和G)步骤中提取出的坡度模型、坡向模型、等高线模型、坡顶坡底的特征线模型、台阶的特征线模型都是高精度的滑坡体模型，包括：A)滑坡体坡度模型可以从滑坡体研究区整体观察到哪些是潜在滑坡区域，按照坡度的大小对滑坡体研究区域进行分类：坡度小于30度属于比较稳定的区域，坡度在30度和50度之间属于易发生滑坡的区域，坡度大于50度属于极易发生滑坡的区域；B)根据滑坡体坡向模型可以观察到滑坡体在发生滑坡以后的滑坡走向，以及滑坡岩土容易堆积的区域；C)滑坡体的等高线模型、坡顶坡底特征线模型、台阶特征线模型的生成主要是针对在不同机理下形成的滑坡体，有自然形成的，有人工填挖形成，采取其中一种或者多种滑坡体分析模型；所述H)和I)步骤中的各种滑坡体变化检测模型，包括：A)滑坡体坡度差值变化模型是由两期滑坡体坡度模型做差得到，这段时间内滑坡体研究区的坡度变化，根据滑坡体坡度差值变化模型可以分析出该段时间内滑坡体的变化，哪些区域发生了滑坡；B)滑坡体坡向差值变化模型是由两期滑坡体坡向模型做差得到，这段时间内滑坡体研究区的坡向变化，根据滑坡体坡向差值变化模型可以分析出该段时间内滑坡体的变化走向，以及下一步的滑坡堆积区；C)滑坡体的高度差变化模型是由两期DEM做差得到，从整体模型的H角度来分析，哪块区域高度增加，哪块区域高度降低；D)滑坡体的等高线差值变化模型、坡顶坡底特征线的差值变化模型、台阶特征线的差值变化模型分别是滑坡体模型两期的等高线模型、坡顶坡底特征线模型、台阶特征线模型进行比对，从细微线性角度观察滑坡体的变化，在必要时可以对模型进行任意角度和位置的剖切，分段地观察滑坡体的变化。