移动摄影测量数据与差分GPS数据的对比分析——以祁连山北麓洪水坝河东岸断层陡坎为例

作者：杨海波; 杨晓平; 黄雄南; 黄伟亮; 罗佳宏

来源：地震地质, 2016, 38(04): 1030-1046.

• SfM
• DGPS数据
• DEM
• 佛洞庙-红崖子断裂

随着获取高分辨率数字地形数据技术的成熟化,越来越多地被应用到地球科学研究中。一种低成本且操作简单的获取高分辨率地形数据的新技术——SfM(Structure from Motion)的出现,将使得活动构造研究中高分辨率数据的使用更加广泛。文中首先介绍了SfM技术的工作原理和操作流程,选取祁连山北缘洪水坝河东岸进行数据采集,生成DEM数据的点云平均密度为220.667点/m2,像素分辨率达6.73cm,覆盖面积达0.286km2。其次,详细对比了SfM数据与差分GPS数据之间的精度。结果表明,SfM数据经过高程误差垂向校正和倾斜校正以后,与DGPS数据之间的高程差值基本上集中在约20cm左右,倾斜校正将高程差降低了约50%。90%置信区间内2种数据之间的高程差为1015cm,局部误差在30cm左右,但所占比例不足10%,若采用更加精确的校正方法,可能误差还会更低。基于SfM数据提取的断层陡坎高度沿断裂走向分布显示,洪水坝河东岸最新一次构造活动垂直位移量在1m左右。因此,具有较高垂直精度的SfM数据,在植被稀少地区能够替代DGPS进行高精度地形测量。2种数据之间仍然存在的高程误差可能与生成DEM的方式以及SfM数据精度有关,SfM数据精度还受控于地面控制点数量、相机分辨率、照片密度、拍摄高度等条件,同时也与地表形态等内在因素有关。

• 单位
  西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室; 中国地震局地质研究所; 长安大学