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通过地面激光扫描仪对落石的检测与空间预测

Antonio Abellaacute;n a,b,Jaume Calvet a,b,Joan Manuel Vilaplana a,b,Julien Blanchard a,c

摘要：落石对岩石的影响一直被地面激光扫描仪这种地面遥感监测装置监控着。 试点的研究区域主要对应在1881米的Puigcercoacute;s滑坡上（Pallars Jussagrave;，加泰罗尼亚，西班牙）。斜率的四个数据集是从2007年9月至2008年7月在一个正在进行的项目中获得的。顺序数据集中地貌演化的岩石体积和落石频率的比较研究 中，除了对过去事件的检测，本研究还涉及通过形变前兆指标来进行落石的空间预测。高分辨率和精度的最大射程地面激光扫描仪能够提供令人感兴趣的落石的空间位置和前景预测。

关键字：激光扫描 监控 位移检测 变形 空间预测 落石

1.介绍

在陡峭的山坡如在山区(Copons Vilaplana,2008)的岩石墙壁和沿海峭壁(Rosser et al .,2005)上，小规模的落石(几百立方米)是最常见的滑坡类型。由于落石是最快的滑坡类型(Varnes 1978),其影响能源(以及地质灾害)可以达到非常高的值(Agliardi Crosta,2003)。当这种自然现象与人、建筑和（或）基础设施的风险超过了可接受的风险价值(减少et al .,2008),缓解测量应该应用于其降低风险,风险元素和（或）弱点。只要不采取有效的纠正和（或）预防措施,在一些国家如意大利(Guzzetti 2000)，岩崩将继续是滑坡事故的主要原因。

许多方法已经应用于研究落石、包括库存(e.g. Malamud et al., 2004）,磁化率评估(e.g. Frattini et al., 2008),频偏估计（e.g.Stoffel et al .,2005)和风险或风险评估(e.g.Copons et al .,2005)。 滑坡风险评估应该用于预测滑坡发生的时间与地点(Guzzetti et al .,2004)。 就如 van Westen所讨论的,很难对这两个问题提供可靠的答案。 两个时间与空间预测通常是基于一些在失败之前测量的前兆指标,如裂纹开口,声干扰,微地震活动和（或）预失效变形。 当前大规模的滑坡预测工作(从万到百万立方米) (Crosta and Agliardi, 2003; Rose and Hungr, 2007; Oppikofer et al., 2008)是基于检测预失效变形的(Terzaghi, 1950; Saito, 1969; Voight, 1989; Leroueil, 2001)。 同样,一些作者观察到的落石频率的增加是一个更大的失败前兆指标 (Sartori et al., 2003; Cruden and Martin, 2007)。 然而,耦合时空预测小规模落石的文献非常稀缺(Rosser et al., 2007)。

大多数关于滑坡预报的研究采用基于点的测量仪器（例如DGPS，引伸计和全站仪）来监测位移（例如Zvelebill和Moser，2001，Crosta和Agliardi，2003和Rose and Hungr，2007）。尽管在它们的准确性，这些仪器具有某些缺点，例如点的密度相对较低。此外，由于移动区域的位置通常是未知的，所以仍然需要检测受位移影响的坡度部分的方法。目前，采用安装在地面，空中和（或）卫星仪器上的激光，光学和（或）雷达技术，来获得具有高精度和空间分辨率的地形数据集的可能性正在开辟新的可视化建模和解释表面过程的方法（例如Abellaacute;n等人，2006，Oppikofer等人，2008，Dunning等人，2009，Lim等人，2006和Abellaacute;n，2009）。在这项研究中，采用了这种新的遥感工具之一的地面激光扫描仪（TLS），用于在Puigcercoacute;s试验场（PallarsJussagrave;，Catalonia，Spain，Fig。1a）的探测和空间预测。本研究的第一部分涉及到岩面的地貌演化：描述了2007年9月至2008年7月期间发生的主要事件。第二部分重点是将失效前变形的检测作为岩石的前兆指标。与基于点的测量相比，我们能够检测到整个岩石表面的变形。这种方法可以帮助回答一个重要的问题：哪里会发生崩溃？

图1：学习区。 （a）研究区的位置（PallarsJussagrave;，加泰罗尼亚，西班牙）。 （b）NE-SW合成截面。 （c）被测岩石面的图像。 陡坡顶部的结构是Puigcercoacute;s村的遗体，被1881年的失败所毁灭。

2.研究区域