01、背景

        邊坡穩(wěn)定性巡查是地質(zhì)工程和交通工程領(lǐng)域的重要任務(wù)之一，對(duì)于預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展和后期自動(dòng)化分析軟件效率的提升，機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)（LiDAR）在邊坡巡查中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

02、機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)

        隨著機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展，植被穿透能力也在不斷提升，能夠獲取到更多的邊坡點(diǎn)坐標(biāo)，這成為邊坡病害自動(dòng)化識(shí)別的先決技術(shù)條件。采用無(wú)人機(jī)遙感方式實(shí)現(xiàn)邊坡病害的檢測(cè)提取，具有功耗小、檢測(cè)過(guò)程不影響路面交通、效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且可采集清晰反映病害信息的完整邊坡數(shù)據(jù)，能在邊坡巡檢和養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮重要作用。

03、珞珈伊云MT-HEX機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)

MT-HEX機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)是專為精細(xì)測(cè)量需求打造的一款激光雷達(dá)系統(tǒng)。

其參數(shù)特點(diǎn)如下：

測(cè)量范圍：5m~1500m（1500m@80%反射率）

激光發(fā)射頻率：100K~2000K

掃描視場(chǎng)角：旁向60°；航向﹢10、0°、﹣10°

掃描線頻率：最高900線/秒

回波次數(shù)：7次（可定制無(wú)限次）

重復(fù)精度：5mm@100m

設(shè)備重量：1.8kg

能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的三維空間數(shù)據(jù)。同時(shí)，其高精度的測(cè)量能力使得地形地貌的細(xì)節(jié)得以充分展現(xiàn)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理提供了豐富的信息基礎(chǔ)。MT-HEX掃描儀，具備更加緊湊輕小的設(shè)計(jì)，能直接集成在各種無(wú)人機(jī)平臺(tái)使用，開(kāi)放數(shù)據(jù)端口，滿足多種設(shè)備集成傳感器需求。MT-HEX出色的探測(cè)能力、適應(yīng)性和穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于地形測(cè)繪、電力巡檢、礦山測(cè)量、應(yīng)急測(cè)繪、自然資源調(diào)查、實(shí)景三維等領(lǐng)域。

圖 1 MT-HEX激光雷達(dá)系統(tǒng)

04、珞珈伊云MT-HEX機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在邊坡巡檢中的應(yīng)用

01 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與建模

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)能夠快速獲取邊坡地形的高精度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成數(shù)字高程模型（DEM）和數(shù)字表面模型（DSM）。通過(guò)對(duì)這些模型的分析，可以了解邊坡的地形特征、坡度、坡向等參數(shù)，為邊坡穩(wěn)定性評(píng)估提供依據(jù)。

圖 2  MT-HEX高密度變坡點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖片

圖 3 高清影像圖片

圖 4 邊坡數(shù)字高程模型（DEM）圖片

圖 5 邊坡數(shù)字表面模型(DSM)

02 邊坡沉降分析

通過(guò)定期獲取邊坡地形數(shù)據(jù)，可以對(duì)比不同時(shí)間點(diǎn)的地形變化，從而識(shí)別邊坡的形變情況。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)能夠檢測(cè)到厘米級(jí)的形變，為邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)提供了高精度、高靈敏度的手段。

圖 6 邊坡沉降解譯圖

03 裂縫識(shí)別與監(jiān)測(cè)
邊坡上的裂縫是邊坡失穩(wěn)的重要預(yù)兆。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分析，識(shí)別邊坡上的裂縫，并監(jiān)測(cè)其擴(kuò)展情況。這對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡安全隱患，采取有效措施防止邊坡失穩(wěn)具有重要意義。

圖 7 邊坡裂縫點(diǎn)云識(shí)別效果圖

圖 8 邊坡裂縫點(diǎn)云識(shí)別效果圖

04 植被覆蓋區(qū)域監(jiān)測(cè)
對(duì)于植被覆蓋的邊坡區(qū)域，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法往往難以獲取準(zhǔn)確的地形信息。而機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)能夠穿透植被，獲取地表的真實(shí)地形數(shù)據(jù)，為這些區(qū)域的邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)提供了有效手段。

圖 9 茂密植被邊坡點(diǎn)云穿透性

05 軟件對(duì)邊坡病害解譯

利用國(guó)內(nèi)首款三維地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯軟件Earth Survey，對(duì)邊坡病害信息進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別與結(jié)構(gòu)面解譯（沖刷剝落、掉塊落石、斜坡滾石、溜坍坍塌等），色調(diào)、顏色、陰影、形狀、紋理、大小、空間位置及布局等病害特征建立邊坡病害的解譯標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景下的邊坡病害信息提取、病害信息編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表匯總，并批量輸出病害解譯卡片，最終將解譯成果通過(guò)三維可視化平臺(tái)進(jìn)行展示。

圖 10 EarthSurvey三維空間數(shù)據(jù)遙感解譯平臺(tái)

05、結(jié)論

        機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)在邊坡巡檢中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)高精度、高靈敏度的地形測(cè)繪與建模、形變監(jiān)測(cè)、裂縫識(shí)別與監(jiān)測(cè)以及植被覆蓋區(qū)域巡檢，該技術(shù)為邊坡穩(wěn)定性評(píng)估提供了有力支持。

        未來(lái)，隨著機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在邊坡巡檢中的應(yīng)用將更加深入。例如，通過(guò)結(jié)合其他遙感技術(shù)（如光學(xué)遙感、熱紅外遙感等），可以實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合，提高邊坡巡檢的精度和可靠性。此外，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，有望發(fā)現(xiàn)更多邊坡失穩(wěn)的潛在因素，為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理提供更為全面和深入的信息支持。

        綜上所述，機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)將在邊坡巡檢中發(fā)揮重要作用，并具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，相信未來(lái)這一領(lǐng)域?qū)⑷〉酶嗟耐黄坪统晒?/span>