LiDAR技术与SfM摄影测量方法对比及其在活动构造定量研究中的应用

High-precision and high-resolution terrain data is the basis of quantitative study of active tectonics. In recent years, the laser radar (LiDAR) technology and photogrammetry method based on “Structure from Motion”(SfM) have provided new means for obtaining high-precision terrain data. Although application of the two methods has gradually been carried out abroad, their application in the active tectonic study is still in its infancy in China, and the accuracy and reliability of the terrain data obtained by the two methods are lack of detailed comparison and verification. On the basis of the LiDAR data acquired along Haiyuan fault, the project intends to select typical fault regions, and then use the SfM photogrammetry method to obtain the terrain data of the same regions. A detailed evaluation and comparison of the accuracy of the point clouds and DEM data obtained by the two methods will be carried out as well. Finally, the project will conduct micro geomorphology study of the active tectonics and measure the offsets of the faulted landforms based on the acquired high-precision terrain data. The objective of this project is to fully exploit and demonstrate the potential and advantages of the two methods in the study of active tectonics and provide references for the data collection methods in the high-precision and quantitative study of active tectonics.

高精度、高分辨率的地形地貌数据是活动构造定量研究的基础。近年来，激光雷达(LiDAR)技术和基于“Structure from Motion”(SfM)的摄影测量方法为高精度地形数据的获取提供了全新的技术手段。虽然国际上对这两种测量方法的应用已经逐渐开展，但在国内活动构造研究中的应用尚处于起步阶段，且对两种方法获取的地形数据的精度和可靠性也缺乏详细的比较与验证工作。本项目拟基于沿海原断裂带获取的高精度LiDAR数据，选取典型的断错地貌区，利用SfM摄影测量方法获取相同区域内的地形数据，并对两种方式获取的点云与DEM数据进行精度评定和对比分析，最后基于获取的高精度地形数据开展活动构造断错微地貌研究，精确测量断错地貌体的位移量，获取断裂位移等定量信息。目标是充分挖掘和展示两种测量方法在活动构造研究中的应用潜力及各自的优势，为今后活动构造高精度、定量化研究中的数据采集方法提供借鉴与参考。

高精度、高分辨率的地形地貌数据是活动构造定量研究的基础。近年来，激光雷达(LiDAR)技术和基于“Structure from Motion”(SfM)的摄影测量方法为高精度地形数据的获取提供了全新的技术手段。虽然国际上对这两种测量方法的应用已经逐渐开展，但在国内活动构造研究中的应用尚处于起步阶段，且对两种方法获取的地形数据的精度和可靠性也缺乏详细的比较与验证工作。本项目通过不断探索试验，建立了一套从野外数据采集到室内数据处理的完整的SfM摄影测量方法作业流程，并对野外数据采集过程中的一些关键技术进行了深入研究，在此基础上基于沿海原断裂带获取的高精度LiDAR数据，选取典型的断错地貌区，利用SfM摄影测量方法获取了相同区域内的地形数据，并对两种方式获取的点云与DEM数据进行了详细的精度评定和对比分析，最后基于获取的高精度地形数据开展了活动构造定量研究，精确测量了断错地貌体的位移量，获取了断裂位移等活动构造定量信息。通过本项目的研究充分挖掘和展示了两种测量方法在活动构造研究中的应用潜力及各自的优势，为今后活动构造定量研究中高精度地形地貌数据的获取提供了借鉴与参考。