2022年优秀工程金奖项目 | 引大济岷工程地质高陡边坡分析测绘

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为发挥优质工程的示范引领作用，进一步激发地信行业创新活力，协会特设“优秀工程”宣传专栏，展示优秀工程项目风采，分享项目创新特色，推广先进管理经验。

引大济岷工程地质高陡边坡分析测绘

                         ——四川水发勘测设计研究有限公司

【项目概述】

引大济岷水利工程被誉为“天府水网新干线”，是四川省委省政府“一号工程”，也是成渝地区双城经济圈的基础性工程。引大济岷工程是引大渡河河水入岷江的一项大（I）型引调水工程，为满足成都经济区的城市经济社会发展对供水的要求，人民健康、安全饮水、建设和谐社会的需要，其开发任务是城镇供水、工业、生态供水，兼顾发电。
 

为配合地质专业，测绘部门使用无人机机载雷达扫描、无人机航摄（倾斜摄影）生成三维地表模型和点云分析数据，为高陡边坡稳定性调查、评价，具体包括高陡边坡岩体结构地质测绘、精细化调查、形变分析论证、稳定性分析评价、数字地质模型建立及处理措施建议等提供基础数据。

【本项目应用的新技术及主要解决的问题】

本项目航摄全程采用了POS辅助数字航摄技术，鉴于测区地形复杂，像控点布设点数增加了10%-20%，保证了作业精度。其中6处高陡边坡均属峡谷地形，高差大，为获得更好的影像数据效果，倾斜摄影根据测区地形环境采用变高加平飞的方式进行，模型纹理更清晰、质量更好。

项目中的三处高陡边坡均有高压电线横穿测区，为避免“炸机”危险，均对测区进行了试飞，保障了作业安全。

（ 试飞成果应用图）

用于地质分析的激光雷达点云数据对点云密度的要求较高，所有LiDAR飞行架次均采用变高飞行模式。作业区域为西南高山峡谷地形，植被发育、高差大，最大坡度为89°，测区内植被种类繁多、覆盖面积占整个测区的95%，其中乔木植被高达14米。为了保证飞行时测区在激光器的有效射程范围内，在已有的DEM模型基础上进行仿地变高航线规划，降低了飞机在测区飞行的相对高度，缩短了激光器到地面的距离。这种飞行技术减弱了空气对电磁波的削弱、增加了激光器对回波的分辨角度，同时也增大了航带重叠度，进而能有效提高点云密度。另外，为满足地质分析的需要，本项目在仿地变高飞行的基础上，叠加了交叉飞行方式，进一步提高了点云数据的密度。

某一测区坡度分析图

(某一测区植被高度)

(某一测区变高交叉航线图)

在内业数据处理时，利用回波信息改进了点云滤波分类方法，与常规方法相比，其分类精度更高。通过软件构建地理模型，在特殊地形区，有针对性地改变迭代距离、迭代角等参数进行局部处理，最后通过剖面形态分析进行人工精分，使模型更加光滑、连续。

(滤波分类对比图)

建立实景三维模型时，因本项目高陡边坡测区植被覆盖面积广，而软件自动提取特征点的能力有限，通过人工增加连接点提高空三加密精度，达到了预期效果。且本项目使用五镜头倾斜摄影，影像数据量大，为解决模型三维重建耗时长的缺点，我们部署了4台工作站、通过局域网集群的方式将模型重建时间由原计划的10天缩短到3天，提高了生产效率。

结合地面调查、无人机调查、倾斜摄影、实测剖面等工作，本次测绘成果主要用于高陡边坡的稳定性分析，为后续工程勘察设计、科学研究提供地质依据。这是我公司首次将点云、三维实景模型等测绘成果应用于四川西部高陡边坡地质分析中，这种空地一体化调查方法与普通地质调查方法相比，可以快速获取高陡边坡上侧边坡地形、详细了解裂隙及可能存在的灾害分布情况。

倾斜摄影实景三维模型和无人机LiDAR航飞激光点云成果，用于分析高陡边坡存在的裸露危岩体相对位置，协助调查工作人员获取难以到达边坡位置的地质信息。这些成果可清晰直观反映岩体结构、节理裂隙展布、岩层结构产状等基础数据，还可应用于古滑坡分析。

(摄影实景三维模型地质单元划分图)

(供稿：四川水发勘测设计研究有限公司）