地質災害監測利器，DJI L1助力白果塘災害體三維識別
近年來，無人機航測技術快速發展，成為重要的地理資訊採集手段。如今，無人機搭配機載雷射雷達的方案，極大地提高了地形測繪的工作品質和工作效率，已廣泛應用於地質災害調查及風險評價等方面。
地質災害防治工作是關係到人民生命安全和社會穩定的大事。正安縣整體地勢險要，植被密集，每年 4 至 9 月份是地質災害防範重點時期。為短時間內高品質開展典型地質災害隱患的調查工作，服務于正安縣地質災害詳細調查及風險評價工作，大疆行業應用的合作夥伴貴州雲圖瞰景受中化明達西南地質有限公司委託，通過使用 DJI L1 搭配經緯 M300 RTK 進行測繪作業。
在此次測繪任務中，貴州雲圖瞰景不僅獲取了貴州省正安縣格林鎮廣大村白果塘崩塌地質災害危岩帶的高精度、高密度的點雲資料，達到對災體基本特徵資訊的精准抓取，更是為地質災害隱患點的勘察設計工作提供詳實的地理資訊資料基礎，為地質災害防治工作做好技術支撐。
落差大植被密
貴州省正安縣“八山一水一分田”的特殊地貌，造就了山多地少的現狀，格林鎮境內多數屬半高山地區，最高點和最低點海拔相對高差為 1054.50 米。而廣大村位於正安縣格林鎮西北面，是本鎮偏邊遠的一個村寨，地處東山梁子腳下，平均海拔 1000 米，居住條件惡劣分散，若發生自然災害則後果不堪設想。
三維地形圖
由於崩塌危岩帶區域地形陡峭，植被茂密，僅通過傳統的人工調查手段無法精准獲取危岩帶災害體的特徵資訊。為進一步加深對崩塌體三維資料的全面精確獲取，滿足對崩塌體節理、裂縫等關鍵結構面的精確識別，貴州雲圖瞰景特開展崩塌危岩帶區域的資料獲取工作。
勘測區域坡面植被茂密，以灌木為主。如何在不破壞原始地貌且保證安全的情況測繪出精准的地形圖？貴州雲圖瞰景選取了經緯 M300 RTK + DJI L1 的組合方案，採用機載 LiDAR 鐳射掃描與無人機航空傾斜攝影測量以及貼近攝影測量相結合的方式進行資料獲取。其中，DJI L1 起到了不可忽略的作用。
DJI L1 集成 Livox 雷射雷達模組、高精度慣導、測繪相機、三軸雲台等模組於一身，同時 DJI L1 雷射雷達具備最遠測距 450 米、最高支持 3 次回波的特性，鐳射穿透能力極強。其可穿透植被冠層直接探測地表，獲取地物及地面的點雲資料，構建高精度 DEM。
高精度的 DEM 是決定地質災害隱患點解譯的重要資料基礎，一般優於 1 米精度的 DEM 資料，能夠很好的對地質災害進行模擬和評估，本次獲取的高精度 DEM 完全滿足災害評估的資料需求，可為應急救災，次生災害防治提供技術支撐。此次基於 DEM 生成的地形圖，完美解決了被植被覆蓋下的危岩帶難以通過可見光相機的方式進行高精度、高品質點雲資料獲取的問題。
以 DJI L1 高精度的點雲資料為基礎，貴州雲圖瞰景使用大疆智圖生成具有真實色彩的高密度點雲，點雲拼接精度達 1.51cm，點雲密度達到 180個/m2，並生成植被過濾後的三維地麵點。以上資料將作為重要三維地理資訊資料存檔，用於隨後的風險評估、方量計算、裂隙分析等環節。
危岩帶貼近點雲
在此次點雲資料獲取的飛行任務中，經緯 M300 RTK 起到了保駕護航的作用。經緯 M300 RTK 擁有著 7000 米最大飛行海拔高度，55 分鐘長續航，遠達 15 公里的圖傳距離，以及仿地飛行功能、六向定位避障等諸多強項，可確保點雲資料的精度一致。其憑藉強大出色的飛行性能為複雜惡劣地理環境的作業提供了充分的保障，工作效率和品質方面明顯提升。
針對崩塌危岩帶區域，貴州雲圖瞰景使用經緯 M300 RTK 搭載 DJI L1 共飛行了 1 個架次進行點雲掃描。鑒於機載 LiDAR 鐳射掃描具有的優勢，飛行器貼近垮塌面，進行高密度點雲掃描，在保證飛行器和現場人員安全的情況下貼近崩塌危險帶作業，極大克服了地理環境惡劣複雜帶來的勘測挑戰。
點雲資料助力地質災害體三維分析
通常來說，崩塌危岩帶發育會出現節理裂隙，將原本完整的岩體破壞。以岩體節理裂隙等結構為危岩帶邊界，可進行危岩帶劃分；以危岩帶邊界的三維屬性為基礎，可分析模擬形成危岩帶下表面。DJI L1 採用三維鐳射掃描技術獲取了災害體三維點雲資料，可提取裂隙資訊，並以此為依據快速、準確、高效的計算危岩帶方量等資訊。
崩塌危岩帶三維點雲裂隙識別
最終，共劃分出 1 個危岩帶。該危岩帶區域表現為上硬下軟地層組合，易發生崩塌。崩塌危岩帶區域主要危岩體呈塊狀，主要包括多塊大危岩體，體積規模為 150m3 ~300m3，總計約為 4500m3，其規模屬於小型崩塌。與此同時，危岩帶中心座標、分佈高程、延伸寬度、主崩方向以及威脅物件等空間特徵分析，以及卸荷裂縫、節理裂隙的變形特徵解譯工作也得以進一步完成。
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表1 崩塌危岩帶空間特徵表
在本次崩塌危岩帶區域勘測任務中，賽爾 PSDK 102S 五鏡頭傾斜攝影相機，有力地支援了資料拍攝採集工作，基於真彩色影像的裂隙提取與反射率灰度影像的裂隙提取原則，利用提取到的裂隙位置對應到 DJI L1 所採集的三維點雲資料，輔助完成了危岩帶結構面識別，繪製出崩塌體立面圖。並根據立面圖輔助地面調查，主要解譯了 1 組層理結構面與 2 組節理結構面。
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表2 崩塌危岩帶結構面基本特徵表
此次飛行勘測任務中，貴州雲圖瞰景快速高效地完成了 0.39 平方公里測區面積的資料獲取工作，利用 DJI L1 三維鐳射掃描和無人機傾斜攝影測量技術成功獲取了崩塌危岩帶區域的精准三維空間資料，製作生成具有真實色彩的高密度地表點雲模型，建立了危岩體三維基礎資料檔案。總體上，獲取的資料資料全面、準確、可靠，達到了本次工作設計的品質要求。
以白果塘崩塌危岩帶區域為例，如今，無人機測繪技術在各種類型地質災害調查中都留下了工作的身影，對傳統的調查方式進行有效補充，並且在應用過程中體現出明顯優勢。通過測繪無人機攝取高解析度圖像的同時具有較高的機動性，使評估效果更加準確，有效提升了地質災害調查效率，發揮出極大的應用價值。
未來，大疆行業應用將進一步推動無人機測繪技術的發展與應用，支援地質災害重點區域調查、監測、預警等工作的開展，為地質災害發生機理及預防治理研究提供有力的技術支撐。
