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Mio Kasai a, Manabu Ikeda a, Toshihiro Asahina, Kazunori Fujisawa (Geomorphology 113 (2009) 57–69) 授課老師 : 詹勳全老師 報告學生 : 陳垣榮. LiDAR -derived DEM evaluation of deep-seated landslides in a steep and rocky region of Japan. 前言 名詞解釋 研究區位 研究方法 結果與討論. 目錄. - PowerPoint PPT Presentation
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Mio Kasai a, Manabu Ikeda a, Toshihiro Asahina, Kazunori Fujisawa(Geomorphology 113 (2009) 57–69)
授課老師 : 詹勳全老師報告學生 : 陳垣榮
深層崩塌通常是由暴雨,地震或冰雪融化所引發的,並可能導致基礎建設的損壞,甚至生命財產的危險。所以為了避免和減輕這些災害,先了解潛在崩塌地點的位置是很重要的。
航拍的照片和等高線圖被用於定位與建立崩塌和滑坡資料,但特別是在森林地區,通常都不夠精確。
因此空載激光雷達技術可以測量地貌的電錶的規模,並能識別功能下隱藏的森林與高精確度,產生更詳細的等高線圖,並且提高滑坡精準度 、圖像( Chigira等人,2004年 和 范登Eeckhaut等人,2007)
激光 LiDAR LiDAR是從 Light Detection And Ranging中提取而
來,很容易把光達 (LiDAR)與雷達 (RADAR)聯想在一起。 在雷達中,我們採用的是無線電波,而在光達中,我們採用的是激光器發射的可見和近紅外光波。
激光雷達的工作原理與雷達非常相近。由激光器發射出的脈衝激光由空中入射到地面上,打到樹木、道路、橋梁、房屋,引起散射。
振盪 ( 或叫鐘擺 ) 式 (Oscillating Mirror)
光直接入射到反射平面鏡上 , 每一個鐘擺週期在地面上生成一個週期性的線性圖案 ,Zig-Zag 型 , 或稱為”之”字形。
旋轉菱鏡式 (Rotating Polygon) 激光入射到連續旋轉的多菱
鏡表面上 , 經反射在地面上形成一條條連續的、平行的掃描線。
紀伊半島 位 於 日本 本州 中 部 ,近畿地方( 南部四縣三重縣、奈良縣、和歌山縣、大阪府等 ) 到太平洋所突出的一個半島,是日本最大的半島
研究試區平均 36° ,陡坡超過 45度往往會出現相鄰的河道
激光雷達測量均在春季,在 2006年 2 月 27日和 3 月 1 日,由直升機由 1200米海拔,以 122公里 / 小時的分行速度收集數據。通過光學技術公司生產的 ALTM3100-AG4激光掃描儀, 10萬赫茲的脈衝重複頻率,用來收集高程。
數據由 MicroStation軟件(奔特力系統公司)過濾,激光雷達數據分別為南北方向 2 公尺,過濾了一些樹木和建築物高程,之後剩下的“地面高程”的數據進行交叉,而等高線圖的創建則是與原照片進行比較,進一步找出並消除任何錯誤
坡角 - 是使用標準算法在 ArcGIS(計算有限差分伯勒和•麥克唐納,1998)。為 DEM網格點的傾斜角度, i ,從角度給出了兩個方向,東西走向,∂ ž| /∂ x,和南北,∂ ž| /∂ Ÿ,如下
特徵值比 (eigenvalue RATIO )-指地上表面的三維粗糙度程度 ( 伍德科克,1977 和 伍德科克和奈勒,1983)
x i = sin θ i cos ϕ i , y i = sin θ i sin ϕ i , z i = cos θ i θ i 是餘而 ϕ i 則是經度
三個特徵值 λ Ķ( Ķ = 1 , 2 , 3 , λ 1 > λ 2 > λ 3 )從公式得
特徵值經常態化 Pk=λk/n 後 P1+P2+P3=1
崩塌可視圖像從 1 米的 DEM生產,該圖像是使用正開放濾波器(創建 Yokoyama等人, 2002),因為這個過濾器不會因為任何假的光源重現景觀,而地貌圖像也不會被光線方向所呈現的陰影浮雕影響(史密斯和克拉克, 2005)。正開放, φ L內半徑距離 L 從 DEM網格點,如下式
( a ) Cracked bedrock outcrop exposed along a ridge
( ER = 2.25-2.75, slope = 40-55° )
( b ) Lower part of talus slope consisted of angular coarse materials
( ER = 2.5- 3, slope = 35-40°) ( c ) Gentle slope break with coarse
materials ( ER = 2.75-3, slope = 25-40°) ( d ) Gentle slope break with fine
materials ( ER = 3-6, slope = 20-35°) ( e ) A ditch of 2 m in width and
0.3–0.4 m in depth ( ER = 4-6, slope = 25-40°) ( f ) Smooth slope ( ER = 6-8, slope = 35-40℃)。
Bedrock outcrops ER 值最高 2.75 ,而傾斜角度範圍比其他更廣 (25-60°)
Coarse colluvial deposits ER值介於 2.25-4,坡的平均角
37.5-42.5°
Gently undulating surfacesER值範圍為 2.75-8(平均 ER斜率的值:
3-5-5) ,坡角 45度以下
Smooth slope surfacesER在 6-9 ,坡角介於 25-45°
這項研究表明,邊坡單位在計刻度表面特徵可以從範圍來估計 ER值和斜率的角度,並且這兩個過濾器值的空間分佈可為推斷邊坡的活動,這些發現可以幫助我們從岩屑坡找出深層次的滑坡。
1 , 2 , 5 , 10和 20公尺的網格尺寸比較數字高程模型,在 2 米的分辨率已經足夠好到足以表達與滑坡活動,而 10米和 20米分辨率的 DEM, ER圖只會區分主要住要嶺線和河道,所以建議以 1 或 2 米的分辨率,用於分析激光雷達派生 DEM的區別坡面類型時和評價深層次滑坡的活動。
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