应用三维激光扫描监测崩岗侵蚀地貌变化--以广东五华县莲塘岗崩岗为例-论文.pdf

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1、第34卷第2期热带地理Vo1．34．NO．22014年3月TR0PICALGEOGRAPHYMar．．2014张大林，刘希林．应用三维激光扫描监测崩岗侵蚀地貌变化一以广东五华县莲塘岗崩岗为例Ⅱ]．热带地理，2014，34(2)：133—140应用三维激光扫描监测崩岗侵蚀地貌变化——以广东五华县莲塘岗崩岗为例张大林，刘希林(中山大学地理科学与规划学院，广州510275)摘要：崩岗复杂的地形及其动态发育过程是崩岗监测关注的重点和难点。三维激光扫描技术具有高精度、非接触性、穿透胜、快速性等特点，能够突破传统监测手段的空间限制，有效获取崩岗地形的细部特征。在介绍基本原理和应用现状的基础上，利用Le

2、ieaSeanStation2三维激光扫描仪，对广东五华县莲塘岗崩岗进行连续3a共6次实地监测。选择2011-06—03和2012—05—12两次监测结果，通过AreGIS对数据进行处理分析。结果表明：莲塘岗崩岗体积侵蚀量为1007m／a，年侵蚀量为1380t，侵蚀模数为269268t／(km2．a)，崩岗中下部位侵蚀强度高于上部。侵蚀最强烈地带出现在中下部海拔高度为111～116m和116121m的崩积锥分布部位，侵蚀量分别为202和178m3／a，崩积锥土体松散，极易在片流和股流作用下出现侵蚀，崩积锥快速侵蚀导致崩壁加高，使得崩岗呈现出越高越陡的态势。此外，在崩岗下部96—101m和1

3、01～106m两个区段的侵蚀作用也比较强烈，侵蚀量分别为151和157m3／a，这一高程区为多条支沟汇合后的主沟道段，每年雨季水力侵蚀十分强烈，沟道侧蚀加宽和下切加深，进一步加速崩岗的重力侵蚀过程，致使莲塘岗崩岗仍处于陕速侵蚀和崩壁加高变陡的壮年期阶段。三维激光扫描连续监测结果的对比分析，不但能够定量得到崩岗侵蚀量及地形的变动信息，还可进一步探究侵蚀泥沙的来源及其精细的空间分布特征，是崩岗监测较为理想的先进技术。关键词：崩岗侵蚀；三维激光扫描；侵蚀模数；点云数据；DEM中图分类号：S157；P204文献标志码：A文章编号：1001—5221(2014)o2—0133—08我国崩岗研究始于2

4、0世纪60年代，对崩岗侵定产沙量，并在沟头及崩积锥布设木桩测定侵蚀量蚀产沙简易定量或半定量研究则始于20世纪8O年和堆积量，实现了对崩岗径流和泥砂运行规律的初代末。华南花岗岩风化壳地区，土体结构疏松，裂步探索。国外亦有与我国崩岗同类型地貌。匈牙利隙发育，风化壳不同层位土体成分和结构的差异，学者Raveloson等在马达加斯加中部高原运用地面导致其在降水过程中极易发生崩塌、倾覆，成为崩立体摄影技术对此类地貌进行了观测，并采用专业岗发育的主要内在因素之一。因此，华南地区是我软件对数百张摄影相片进行图像处理，通过建立三国崩岗侵蚀最为严重的地区”I¨。l987—1990年，我维立体模型，有效获取了

5、崩岗地形信息；美国学者国与加拿大多部门合作，开展了“广东省花岗岩地Cox等利用同位素示踪方法，也在同一地区对崩岗区土壤侵蚀与整治”项目·，在广东德庆县深涌崩侵蚀导致的河流泥沙沉积以及丘陵坡地土体的“Be岗群小流域建立了定位监测区。流域径流及输沙数进行了测定，研究侵蚀产沙速率及流域泥沙输移过据通过在流域出口修筑两道谷坊坝来获取；流域内程。国内张鹏等亦通过人工降雨试验方法，对坡单个崩岗产沙的测定则通过在崩岗沟口修筑溢洪道面沟道侵蚀的发育过程进行了5次高精度GPS动态及三级分流沉砂池来实现。在福建，阮伏水曾利监测和ArcGIS成图处理。用安溪县官桥和长汀县河田的水土保持试验区，对崩岗侵蚀属于重力

6、和水力复合侵蚀。虽然单浅沟、切沟以及崩岗侵蚀进行了试验研究，在区内个崩岗规模不大，但往往连片分布形成崩岗群。在2个崩岗沟口单独设置径流沉砂池和自计水位仪测崩岗内部发生着多种侵蚀作用过程，主要有重力崩收稿日期：2013—10—16；修回日期：2014一叭一15基金项目：国家自然科学基金项目“华南崩岗溯源侵蚀与泥石流启动和形成的试验研究”(41071186)作者简介：张大林(1987-)，男，山东济南人，博士研究生，从事地质灾害评估和预测预报研究，(E—mail)zd187@aliyun．coln通讯作者：刘希林(1963-)，男，湖南新邵人，教授，博士生导师，博士，从事地貌灾害过程及评估和预

7、测研究，(E—mail)liuxilin@mail．sysuedu一。134热带地理34卷塌侵蚀、降雨雨滴溅蚀、沟头溯源侵蚀、坡面片流在野外工作环境中无需对观测表面进行预先处理，侵蚀、坡面径流侵蚀和沟道水力侵蚀，由此产生的可在保证测量精度的同时，通过非接触方式快速获侵蚀地貌多种多样，比如崩壁、侵蚀龛(侵蚀洞)、取高危复杂地形的高分辨率地形信息，且激光脉冲侵蚀跌坎、侵蚀沟等。堆积过程形成的地貌亦有多部分谱段对植被具有一定的