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    激光雷達技術在地質情況和自然災害監測中的應用

    行業應用 2020年03月03日 10:10:12來源:傳感器專家網 13551
    摘要無論是洪水還是山體滑坡,無論是土壤侵蝕還是冰川襲擊,都會在地形上留下蹤跡。它們盡管會被茂密的植被覆蓋,卻逃不過激光雷達的“火眼金睛”。

      【儀表行業應用】2015年始,美國州議會委托華盛頓地質調查局自然資源部開始激光雷達計劃,將華盛頓州易發生山體滑坡的地區標記出來,并向公眾公開繪制圖。地理學家們用不同激光雷達繪制出這些地質圖,將山體滑坡地區、火山、冰川、河流,還有易發生海嘯洪水的地區都清晰地展現了出來。
     
    山體滑坡的遙感影像與激光雷達影像對比,資料圖
     
      在地質學上裸地模型用處很大。無論是洪水還是山體滑坡,無論是土壤侵蝕還是冰川襲擊,都會在地形上留下蹤跡。它們盡管會被茂密的植被覆蓋,卻逃不過激光雷達的“火眼金睛”。
     
      通常,人們用航拍來調查滑坡情況。但這很容易受到茂密植物的影響。而激光雷達拍攝的影像則可以明顯地反映出陡坡、凹陷與滑坡,因此地質專家們可以迅速判斷滑坡位置。
     
      激光雷達在廣泛使用前,地質學家曾使用航空照片、地形圖和田野調查對滑坡進行分類。這種方法在華盛頓州大部分地區都存在問題,因為豐茂的植被通常會掩蓋實際的地理特征,使現場檢查變得困難。
     
      一般野外觀察大的劣勢,就是無法觀察到在地表上沒有出露的盲斷層。盲斷層是尚未發展至地表,但在地底下已受到應力擠壓而產生的斷層。因為地質學家無法從地表觀察到露頭,所以不能確認斷層的確切位置。盡管盲斷層在地表上可能造成一些例如微隆起、背斜褶曲等的現象,但是因為會與其他原因所產生的隆起和皺褶混淆,因此研究盲斷層主要還是只能仰賴本身就具有局限性的科學性儀器測量。盲斷層盡管沒有發展到地面,但是具備地震引發能力的盲斷層,其威力并不一定會比可以地表上發現的斷層??;如果盲斷層突然引發地震,可能會帶給居住在其上的人們意想不到的傷害。
     
      激光雷達給地質學家尋找隱藏斷裂帶提供了極大幫助。
     
      比如,華盛頓有幾個大型冰川峰和冰川山脈。激光雷達可用于監測這些冰川的生長或減少。對同一地區的重復監測記錄了氣候變化或地質活動的影響。此外,地質學家還可以使用激光雷達識別冰磧石和冰水沉積河道來探究上次冰河時期的冰川歷史。
     
      此外,激光雷達可以使地質學家發現可能會遺漏的細微地質特征。當可獲得高質量的激光雷達圖像時,河流梯田、冰丘、冰川沖刷通道和沖積扇等特征便可捕捉。土地管理人員和決策者也可以管理洪水區,保留洪泛區的自然功能并更好地制定應急程序。

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