地质灾害给人们生命财产安全造成巨大损害，传统的人工调查效率低，安全风险大、监测不全面、难于有效识别。因此如何快速准确地评估地质灾害信息，更早地识别潜在的地质灾害隐患是灾害调查研究中的难点之一。特别是复杂地形区域，地质灾害的易发点多、发生频率更高、影响更大，其地质灾害的调查难度也是最大的。近年来，不断发展的无人机航摄技术逐渐成为地质灾害应急的主要技术之一，较传统测绘而言，无人机航摄技术机动性强、现势性强、精度高等优势，能满足地质灾害应急的时效性和精度要求。运用无人机航摄技术获得地质灾害的高分辨率三维模型，从而进行量测与分析处理,获取地质灾害体的坡度、坡向、粗糙度等地貌参数，可为地质灾害的抢险救灾提供重要的决策支持。
1、复杂地形的影响
（1）复杂地形区域地形起伏破碎，沟壑悬崖峭壁众多，地势起伏差异大，这些地形特征对于LiDAR测量设备的飞行和数据采集提出了挑战。
（2）复杂地形区域植被地貌对测量的影响山区植被茂密，传统的GPS信号容易被遮挡，影响测量精度。LiDAR技术虽然具有穿透植被的能力，但是需要通过点云回波强度进行聚类，选取合适的滤波方法提高分类及滤波精度。
（3）复杂地形区域的气候多变，气温变化大，可能随时会有持续的阴雨和猛烈的寒潮，大风、低温和雨雪都会对山区的LiDAR测量产生影响。
这些都对地质灾害的调查带了很大的影响，在复杂地形区域，为了满足高精度数字高程模型制作的需求，需要研究不同点云密度构成的DEM质量变化，提出最佳地面点密度值，并利用植被郁闭度下的激光穿透率计算采集点云密度推荐值。
2、LiDAR技术
（1）LiDAR技术原理
激光雷达使用离散激光脉冲，通过发射光脉冲，激光雷达系统可生成周围环境与物体的精准二维或三维地图。激光雷达系统主要由激光器、惯性测量单元（IMU）、高精度机载全球定位系统（GPS）与计算机接口组成。该技术利用紫外光、可见光或近红外光对物体成像：激光器发射光脉冲，检测物体反射的光线；传感器测量光脉冲发射与返回的时间差，计算光传播距离，再将距离转换为高程信息。
机载LiDAR通过搭载动态差分GPS系统与地面架设的GPS基站，可以联合解算获得飞行平台实时瞬态的高精度坐标位置数据，另外还可以帮助进行导航航线的控制。惯性导航单元（IMU）是测量物体惯性的一个装置，搭载于飞行平台上用于获取飞行器（激光扫描仪）作业时的实时姿态信息，如飞行器的俯仰角、横转角以及航偏角等。为了保证机载LiDAR系统中各个组成部分精密有序工作，机载LiDAR系统配备了中心控制单元，相当于整个LiDAR 系统的大脑，同时中心控制单元还负责接收并存储飞行作业时的相关数据，如回波信息、激光扫描的时间、飞行平台的实时pos数据，便于后期进行点云数据解算。
计算公式：目标距离=光速×飞行时间/2；
此外，它还能检测物体的光学特性（如反射率、吸收率），最终获取物体的材质信息与距离数据，使其成为理想的测绘技术。
（2）机载LiDAR应用场景
机载LiDAR在地质领域有广泛的应用场景，以下是一些主要的应用方向：
①滑坡识别与监测：通过获取高精度的数字高程模型（DEM）和数字表面模型（DSM），识别滑坡的形态特征，如滑坡壁、滑坡台阶、滑坡舌等，监测滑坡体的变形和位移，评估滑坡稳定性。
②崩塌与危岩体识别：在植被覆盖或地形复杂的区域，机载LiDAR能穿透植被，揭示危岩体的位置、形态和节理裂隙发育情况，评估崩塌风险。
③泥石流沟道识别：分析地形地貌特征，识别泥石流沟道的形态、坡度、汇水面积等，评估泥石流发生的可能性。
④监测矿区、岩溶区、城市地下空间等区域的地面塌陷和沉降情况，通过多时相LiDAR数据对比，分析地面变形趋势，评估塌陷风险。
⑤地质构造与岩性识别，结合地形地貌特征、坡度、曲率等参数，辅助识别不同岩性的分布区域，为地质填图、矿产资源勘探和工程地质勘察提供支持。
⑥植被覆盖区地质调查，在植被茂密的山区、森林等区域，机载LiDAR能穿透植被，获取植被覆盖下的地形和地质信息，弥补传统光学遥感在植被覆盖区的不足。
这些应用场景充分利用了机载LiDAR的高精度、高分辨率、穿透植被等优势，为地质调查、灾害预警、资源勘探和环境保护等领域提供了重要的技术支撑。
3、机载LiDAR复杂地形区地质灾害调查流程
地质灾害机载LiDAR遥感调查数据获取总体流程包括：资料收集、制定航摄方案、检校飞行、数据获取、数据质量检查、成果输出等。
（1）收集并分析工作区行政区划、交通、通信、地形地貌和自然地理等基础资料；
（2）根据地质灾害调查比例尺及测区林分郁闭度确定点云采集密度，选定飞行平台和激光雷达设备，开展航线规划设计；
（3）开展系统综合检校和检校场飞行，获取测区检较场数据，计算偏心分量，并做好相关记录。
（4）依据天气、空域及现场具体情况，开展机载LiDAR 数据获取，检查数据质量，确定是否需要补飞与重飞。
（5）开展机载激光点云数据预处理，主要包括POS 数据处理、点云数据解算以及影像数据的预处理。
4、中交路桥科技地质灾害调查服务
中交路桥科技有限公司成立于2009年，是专业从事工程检测监测、城市安全监测预警与评价、数字智能化研发为一体的复合型高新技术集团企业，构建了“智能监测、科技领先、智慧城市、数字赋能”的品牌战略，形成了工程检测、城市安全监测、数字化研发运维三大业务板块。
中交路桥科技基于LiDAR的工作原理，形成了一套数据处理技术体系，收集资料，确定参数，设计航线；按设计进行航飞作业，采集姿态信息、测距信息、机头及基站的卫星定位信息和影像数据；根据规范处理点云及影像数据等以及整理资料;后期成果应用。利用该技术，已经完成了多项地质灾害调查，结合自研的基安云监测平台，通过边缘计算、多模多领高精度定位算法、预警阈值设置及实时报警分析等新技术，构建“空天地”多源立体地质灾害监测体系，提高地质灾害易发区实时监测及预警能力，实现实时、高效、准确、智能化监测预警。
