激光雷達（LiDAR）：獲取高精度古地震探槽信息的一種新技術

鄭文俊　雷啟云　杜　鵬　陳　濤任治坤　俞晶星　張　寧

1）中國地震局地質研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京　100029

2）寧夏回族自治區(qū)地震局，銀川　750001

激光雷達（LiDAR）：獲取高精度古地震探槽信息的一種新技術

鄭文俊1）雷啟云1，2）杜鵬1，2）陳濤1）任治坤1）俞晶星1）張寧1）

1）中國地震局地質研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京100029

2）寧夏回族自治區(qū)地震局，銀川750001

激光雷達技術是近幾十年新發(fā)展起來的一種測量技術，已被廣泛應用于工程測量、文物保護及地形測量等方面，近幾年來活動構造的研究中也已逐步引入。作為活動構造研究的最基礎的古地震研究一直還采用傳統(tǒng)的地質素描技術進行探槽信息獲取，數(shù)碼照相技術的引入雖然解決了一些問題，但由于照相技術本身的限制，很難克服獲取信息的變形和扭曲。激光雷達掃描系統(tǒng)的高信息量、高精度、便捷、安全和易操作等性能，為古地震研究開辟了獲取數(shù)據(jù)信息的新手段和新技術。

激光雷達古地震三維成像高精度新技術

0　引言

自20世紀60年代，從發(fā)現(xiàn)激光到激光技術從實驗室走向實際應用起，就標志著三維激光掃描技術新紀元的開始，也逐步開啟了一種高端測量技術和手段（Robert，1965）。但20世紀90年代這種技術才被引用到了三維測量領域（El-Hakim et al．，1997）。激光雷達的工作原理是在掃描過程中，激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖，激光脈沖到達掃描對象后被反射回來，然后，由激光接收器接收反射回來的激光脈沖，通過計算激光脈沖的行程時間差，可以獲得被測對象與掃描儀之間的距離，與此同時，被測對象相對于掃描儀測站的偏角與仰角也被測量出來，從而獲取任一被掃描點的空間位置（Axelsson，1999；Wehr et al．，1999；何秉順等，2007；徐進軍等，2007）。

在國外，經過近十幾年的發(fā)展，三維激光掃描技術已經趨于成熟，形成一些規(guī)模相當?shù)漠a業(yè)，而在國內，該項技術的發(fā)展還相對比較落后，目前還處于技術的研發(fā)和升級發(fā)展階段。在應用方面，國際上起步于20世紀90年代，國內要稍晚一些。

1　激光雷達技術在地學中的應用

激光雷達（LiDAR）技術作為近年來發(fā)展起來的一種具有精度高、速度快、易操作等特征的新型測量設備，目前已逐步發(fā)展成為空間數(shù)據(jù)獲取的最重要、最直接的技術手段，已大量用于變形監(jiān)測、工程測量、地形測量、古建筑和文物保護、斷面和體積測量等領域（劉經南等，2003；徐源強等，2010；馬洪超，2011；馬曉泉，2012；陳啟威等，2012）。近年來，這項技術也越來越多地用到了地學研究上，作為一種新型的對地觀測手段，已經廣泛地應用到地形測繪、地質調查、滑坡監(jiān)測、地質災害研究、地震災害的快速獲取及評估等方面，其突出的優(yōu)勢特別表現(xiàn)在地形地貌的測量上。

對激光雷達掃描技術，國際上發(fā)展相對較早，早在20世紀90年代，國際上就開始將激光雷達搭載于飛機上，開展地形測量工作（Axelsson，1999；劉經南等，2003），隨后激光測量技術得到了空前的發(fā)展，特別是美國開展了一系列雷達測量項目，獲得了大量的地形地貌數(shù)據(jù)（Hudnut et al．，2002；Zielke et al．，2010；Oskin et al．，2012），系統(tǒng)采集了包括圣安德烈斯斷層南段和圣哈辛托斷層的三維地形數(shù)據(jù)，為南加州地區(qū)斷層研究提供了更加高精度的基礎資料（Zielke et al．，2010，2012）。在地面雷達應用方面，國際上也主要應用于工程測量和變形監(jiān)測方面（Opitz et al．，2004；Jaw et al．，2008；Lato et al．，2009；Derron et al．，2010），而對地質特別是地貌方面的應用，也在近十年來有了質的飛躍，開始逐步應用到微地貌測量和地質剖面測量等方面（Hudnut et al．，2002；Zielke et al．，2010；Oskin et al．，2012；Gold et al．，2013），特別是對現(xiàn)今還在活動和變形的巖石及斷裂進行監(jiān)測和研究（Adams et al．，2002；Collins et al．，2004；Monserat et al．，2008；Casula et al．，2010；Wang et al．，2011；Zabci et al．，2011）。

而在國內，雷達技術在其他行業(yè)的應用相對較早，但在地形測量方面還尚處于起步階段。2008年汶川地震發(fā)生后，曾開展了唐家山堰塞湖的應急機載雷達測量（LI，2009），但在技術方面還處于探索階段，部分技術手段和測量信息并沒有完全發(fā)揮作用（馬洪超等，2008）。2011年中國地震局地質研究所在海原斷裂上通過127km條帶狀機載激光雷達測量，開展活動斷裂及地質地貌的研究（劉靜等，2013；陳濤等，2014）。對于地面激光雷達技術，其他行業(yè)應用在國內外已開展得如火如荼，但在地質地貌方面的應用，除了滑坡測量、礦山測量和工程地質測量等方面外，在斷裂構造的微地貌測量也僅處于探索和起步階段，特別是汶川地震發(fā)生后，部分地應用于斷錯微地貌的測量（李峰等，2008；袁小祥等，2012；孫鑫等，2012）。如何將在考古和文物保護中已經應用成熟的激光雷達掃描技術應用于活動構造古地震研究和斷層面觀測方面，近幾年也開展了一些探索性研究，魏占玉等（2010）采用這項技術，開展了斷層面形貌變化對比研究，而在古地震探槽測量方面，國內尚沒有開展這方面的工作。

2　激光雷達技術在古地震探槽研究中的測量優(yōu)勢

激光雷達用于探槽剖面的測量，有其特有的優(yōu)勢，作為一種主動式傳感器，工作波長在940～1 064nm之間的近紅外波段，無論哪種類型的激光雷達，最終獲取的數(shù)據(jù)都是激光腳點的三維地理坐標。目前的激光雷達掃描系統(tǒng)的精度均已達到了1mm左右，測距精度可達0.3～2mm，掃描步長達到0.009°，最小掃描距離可達0.3m甚至更短，掃描的視場角目前多可以達到360°（水平）×300°（垂直）以上，這些測量精度的提高為區(qū)分探槽揭露的細微構造和三維成圖提供了更多信息。

與大尺度地形數(shù)據(jù)的獲取不同，在利用激光雷達進行探槽面掃描測量時，主要利用的是激光技術對揭露面上不同形態(tài)、不同組成物質的反射能力不同這一特征，在掃描過程中，激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖，激光脈沖到達掃描對象后被反射回來，然后，由激光接收器接收反射回來的激光脈沖（霍俊杰等，2011）。如揭露的探槽面各地層單元組成物質不同，最直接的表現(xiàn)形式就是不均勻反射，激光雷達獲取的數(shù)據(jù)反映的就是表面的粗糙度不同（魏占玉等，2010），這種特征可以直接區(qū)分不同沉積地層單元以及粗碎屑沉積（或坡積物）中的礫石等；而沉積地層的顏色、含水量、密度、均勻度等的差異，對激光的反射能力也存在明顯的影響，因此這些物性的差異在激光雷達掃描過程中直接反映為對激光的反射率的不同，如果再加上與激光雷達測量系統(tǒng)同步采集的彩色照片信息，就可以將獲取的點云附上相應的顏色，更能完整而全面地獲取探槽面的信息。因此激光雷達系統(tǒng)采集相當于不僅獲取了普通照相技術的影像信息，同時也通過激光技術獲取了高分辨率的富含掃描對象大量物理特性的點云信息，這樣可以通過計算機技術對探槽剖面進行全面的解譯和分析。另外，在一些地質工作條件較為困難的地區(qū)，探槽的開挖受地形地貌的限制，開挖的寬度一般較窄，而為了揭露更多的古地震或斷層活動信息，往往要盡量開挖到足夠的深度，因此增加了探槽內部易塌方的危險性，人在探槽內進行素描等工作的有效時間不能太長，且由于探槽較窄，普通的照相機很難精確地拍攝完整而不變形的信息，而激光雷達掃描系統(tǒng)可以快速、高效及精確地獲取全面而完整的探槽揭露的信息。往往一個人工素描需要一天或多天工作的探槽，激光雷達掃描系統(tǒng)僅需要幾十分鐘時間就可以完成，剩下的工作就可以在室內進行了。另外激光雷達掃描系統(tǒng)的成圖工作，還克服了人工素描和現(xiàn)場制圖時往往不可避免的定位不準確、簡化和遺漏信息等，也避免了普通照相機照相因局部變形而導致成圖后定量分析的不精確，而多站點的重復掃描可以彌補不同視角和表面粗糙不平時掃描信息不完整等缺點。

總之，傳統(tǒng)的方法因探槽壁的平整度、網格的實際大小和形態(tài)、拍照的角度、人為的操作等方面的因素，偏差較為明顯，而激光雷達技術對探槽進行掃描和測量，其成果與常規(guī)方法（照片拼接和現(xiàn)場素描）相比優(yōu)勢明顯：批量產生的點云和色彩信息，彌補了工作效率慢，觀察過程中人為的遺漏和預判造成的誤差甚至錯誤，保證將探槽內信息簡單完整地記錄和保存，實現(xiàn)現(xiàn)場觀察與記錄信息完全一致；將大量辛苦、危險的野外現(xiàn)場工作轉化為室內計算處理的過程，極大地改善了工作條件，發(fā)揮了高精測繪技術的優(yōu)勢。當然，該技術也存在不足，室內處理工作相對較為繁雜，數(shù)據(jù)拼接過程可能造成局部信息的丟失，但這些都可通過處理方法的改進逐步提高和改善。

3　激光雷達技術應用于古地震探槽掃描的實例

激光雷達測量系統(tǒng)首先是通過硬件平臺激光掃描儀獲取物體表面的點云數(shù)據(jù)并通過同時系統(tǒng)攜帶的一體化相機（或外置相機）獲取高分辨率數(shù)字影像，激光掃描數(shù)據(jù)的點云密度可達25個／cm2甚至更高，影像的分辨率在5 000萬像素以上（圖1）。這種精度的點云數(shù)據(jù)和影像資料，為后期的解譯和地質信息判讀提供了方便，圖2中根據(jù)圖1的相關信息，可以完整而準確地解譯探槽內的細微沉積結構和沉積單元，可分辨0.5cm及更薄的沉積單元，區(qū)分主要信息依據(jù)來源于沉積單元中礫徑、粒度、顏色、含水量等的差別所造成的反射能力的差異，同時配合同步相機所附著彩色的點云信息，使所得到的圖像更真實（圖1）。另外，對較粗的礫石層，掃描圖像可以很好地識別出礫石的沉積特征（圖3a），而在細粒的黃土及砂層中，通過細微的差別可以判斷出斷層的微小變形和局部結構（圖3b）。

圖1　三維激光掃描儀獲取點云分布圖Fig．1　Distribution of point cloud by 3－dimensional laser scanner（LiDAR）．

圖2　激光雷達掃描圖像的局部解譯圖Fig．2　Partial interpretation map of scanning images from LiDAR．

要顯示高精度的三維信息，需要對獲取的不同站點的點云和影像數(shù)據(jù)進行拼接和融合，相鄰2個站點的點云數(shù)據(jù)，可以通過鄰近迭代配準算法等技術進行拼接（王曉南等，2009），這項工作目前激光掃描儀自帶或第三方軟件均可處理完成。另外，由于目前激光掃描得到的點云數(shù)據(jù)精度高，因此不同站點之間的數(shù)據(jù)拼接和融合就非常容易做到，拼接的精度完全可以滿足后續(xù)的三維建模工作的需要。我們在寧夏吳忠地區(qū)對一個探槽進行全方位掃描，通過后處理軟件的拼接、配準和校正等工作，獲得了不同視角的三維探槽效果（圖4）。三維探槽的建立可以克服以往人工建立的三維圖所存在的不足，讓探槽揭露的信息更直觀地表現(xiàn)出來，做到野外所見與室內影像的完全一致。這種效果圖是在高精度點云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的基礎上形成的，完全可以滿足在計算機系統(tǒng)中進行探槽解譯和古地震事件解釋、過程恢復，當然解譯需要在計算機中不降低分辨率的情況下進行，才能真正達到高精度的判讀。通過與普通照片拼接的剖面對比發(fā)現(xiàn)，激光雷達系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與普通相機采集的數(shù)據(jù)之間的區(qū)別（圖5）。雖然普通照片在預置網格的控制下做到盡可能減小變形，但由于受相機鏡頭本身的限制，在照片的某些部位變形程度不同，后期的校正也很難做到呈不變形和完全校正，雖然激光雷達系統(tǒng)也用普通相機進行色彩的采集，但是其激光掃描點云是在一個絕對坐標系統(tǒng)下獲得，相機色彩僅為給點云著色，因此不會發(fā)生畸變，可以更精確地獲得接近實際的探槽信息。

圖3　探槽不同位置的掃描圖像Fig．3　Scanning images at different locations of trench．

圖4　三維激光掃描獲取的三維立體探槽Fig．3 3－D trench model acquired by 3-dimensional laser scanner（LiDAR）．

圖5　激光雷達獲取的探槽一壁的彩色點云正射投影（a）與普通相機照片拼接圖（b）Fig．5　Orthographic map of color point cloud at the trench acquired by 3-dimensional laser scanner（LiDAR）．

4　結語及展望

激光雷達技術是近幾十年最新發(fā)展的一種測量技術，可以獲取高精度、高分辨率的物體表面信息，而古地震研究這一20世紀70—80年代發(fā)展起來的基礎研究學科，一直還由傳統(tǒng)的地質素描技術進行探槽的信息獲取。近幾十年隨著數(shù)字技術的發(fā)展，數(shù)碼照相被引入到古地震探槽信息的獲取，但是由于照相技術本身限制，雖然由諸多后處理軟件可以減少獲取信息的變形扭曲，但是很難得到完全正射的影像，因此造成后續(xù)分析工作定量誤差被放大。目前，激光雷達掃描系統(tǒng)的廣泛應用，可以很輕易地解決這些問題，同時激光雷達掃描系統(tǒng)的高信息量、高精度、便捷、安全、易操作等性能，為古地震研究開辟了獲取數(shù)據(jù)信息的新手段和新技術。另外，以往的雷達技術在地形地貌和三維測量等方面的成功實例將逐步被活動構造研究所應用，也可以在獲取高精度的微地貌信息、地貌動態(tài)變化監(jiān)測、同震與震間變形監(jiān)測等方面發(fā)揮雷達技術方面獨特的技術優(yōu)勢。

致謝感謝北京富斯特科技有限公司和北京歐諾嘉科技有限公司提供了激光掃描設備和數(shù)據(jù)處理方面的技術支持。

陳啟威，孫剛，龐賀偉，等．2012．激光雷達系統(tǒng)在大尺寸地形掃描中的應用［J］．航天器環(huán)境工程，29（2）：215—219．

CHEN Qi-wei，SUN Gang，PANG He-wei，et al．2012．Large-size topography scanning with laser radar［J］．Spacecraft Environment Engineering，29（2）：215—219（in Chinese）．

陳濤，張培震，劉靜，等．2014．機載激光雷達技術與海原斷裂帶的精細地貌定量化研究［J］．科學通報，59（14）：1293—1304．doi：10．1007／s11434－014－0199－4．

CHEN Tao，ZHANG Pei-zhen，LIU Jing，et al．2014．Quantitative study of tectonic geomorphology along Haiyuan Fault based on airborne LiDAR［J］．Chin Sci Bull，59（14）：1293—1304（in Chinese）．

何秉順，丁留謙，孫平．2007．三維激光掃描系統(tǒng)在巖體結構面識別中的應用［J］．中國水利水電科學研究院學報，5（1）：43—48．

HE Bing-shun，DING Liu-qian，SUN Ping．2007．The application of 3D laser scanning technology in rock joint sets identification［J］．Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research，5（1）：43—48（in Chinese）．

霍俊杰，黃潤秋，董秀軍，等．2011．3D激光掃描與巖體結構精細測量方法比較研究①：以錦屏I級水電站為例［J］．湖南科技大學學報（自然科學版），26（3）：39—44．

HUO Jun-jie，HUANG Run-qiu，DONG Xiu-jun，et al．2011．Comparison analysis on 3D laser scanning technology and refined mesh investigation of rock mass structure：Based on Jinping I hydropower station［J］．Journal of Hunan University of Science＆Technology（Natural Science Edition），26（3）：39—44（in Chinese）．

李峰，徐錫偉，陳桂華，等．2008．高精度測量方法在汶川MS8.0地震地表破裂帶考察中的應用［J］．地震地質，30（4）：1065—1075．

LI Feng，XU Xi-wei，CHEN Gui-hua，et al．2008．The application of different high-precision survey methods in the investigation of the MS8.0 Wenchuan earthquake surface ruptures［J］．Seismology and Geology，30（4）：1065—1075（in Chinese）．

劉靜，陳濤，張培震，等．2013．機載激光雷達掃描揭示海原斷裂斷錯微地貌的精細結構［J］．科學通報，58（1）：41—45．doi：10．1360／972012—1526．

LIU Jing，CHEN Tao，ZHANG Pei-zhen，et al．2013．Illuminating the active Haiyuan Fault，China by Airborne Light Detection and Ranging［J］．Chin Sci Bull（Chin Ver），58（1）：41—45（in Chinese）．

劉經南，張小紅．2003．激光掃描測高技術的發(fā)展與現(xiàn)狀［J］．武漢大學學報－信息科學版，28（2）：132—137．

LIU Jing-nan，ZHANG Xiao-hong．2003．Progress of Airborne Laser Scanning Altimetry［J］．Geomatics and Information Science of Wuhan University，28（2）：132—137（in Chinese）．

馬洪超．2011．激光雷達測量技術在地學中的若干應用［J］．地球科學－中國地質大學學報，36（2）：347—354．

MA Hong-chao．2011．Review on applications of LiDAR mapping technology to geosciences［J］．Earth Science-Journal of China University of Geosciences，36（2）：347—354（in Chinese）．

馬洪超，姚春靜，張生德．2008．機載激光雷達在汶川地震應急響應中的若干關鍵問題探討［J］．遙感學報，（6）：925—932（in Chinese）．

MA Hong-chao，YAO Chun-jing，ZHANG Sheng-de，et al．2008．Some technical issues of airborne LiDAR system applied to Wenchuan earthquake relief work［J］．Journal of Remote Sensing，（6）：925—932（in Chinese）．

馬曉泉．2012．地面三維激光掃描技術及其在國內的應用現(xiàn)狀［J］．科技信息，29：74—75．

MA Xiao-quan．2012．Terrestrial 3D laser scanning technology and its application status in China［J］．Science＆Technology Information，29：74—75（in Chinese）．

SUN Xin-zhe，XU Xi-wei，CHEN Li-chun，et al．2012．Surface rupture features of the 2010 Yushu earthquake and its tectonic implication［J］．Chinese J Geophys，55（1）：155—170（in Chinese）．

王曉南，鄭順義．2009．基于激光掃描和高分辨率影像的文物三維重建［J］．測繪工程，18（6）：53—60．

WANG Xiao-nan，ZHENG Shun-yi．2009．Three-dimensional reconstruction of antiques based on LiDAR and high-resolution images［J］．Engineering of Surveying and Mapping，18（6）：53—60（in Chinese）．

魏占玉，石峰，高翔，等．2010．汶川地震地表破裂面形貌特征［J］．地學前緣，17（5）：53—66．

WEI Zhan-yu，SHI Feng，GAO Xiang，et al．2010．Topographic characteristics of rupture associated with Wenchuan earthquake［J］．Earth Science Frontiers，17（5）：53—66（in Chinese）．

徐進軍，張民偉．2007．地面三維激光掃描儀：現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．測繪通報，（1）：47—50．

XU Jin-jun，ZHANG Min-wei．2007．Status and development of terrestrial laser scanner［J］．Bulletin of Surveying and Mapping，（1）：47—50（in Chinese）．

徐源強，高井祥，王堅．2010．三維激光掃描技術［J］．測繪信息與工程，35（4）：5—6．

XU Yuan-qiang，GAO Jing-xiang，WANG Jian．2010．3D laser scanning technology［J］．Journal of Geomatics，35（4）：5—6（in Chinese）．

袁小祥，王曉青，竇愛霞，等．2012．基于地面LIDAR玉樹地震地表破裂的三維建模分析［J］．地震地質，34（1）：39—46．doi：10．3969／j．issn．0253－4967．2012．01．005．

YUAN Xiao-xiang，WANG Xiao-qing，DOU Ai-xia，et al．2012．Terrestrial LiDAR-based 3d modeling analysis of surface rupture caused by Yushu earthquake［J］．Seismology and Geology，34（1）：39—46（in Chinese）．

Adams J G，Chandler J H．2002．Evaluation of LiDar and medium scale photogrammetry for detecting soft-cliff coastal change［J］．The Photogrammetric Record，17（99）：405—418．

Adam P Y，Olsen M J，Driscoll N，et al．2010．Comparison of airborne and terrestrial LiDar estimates of seackiff erosion in Southern California［J］．Photogrammetric Engineering＆Remote Sensing，76（4）：421—427．

Axelsson P．1999．Processing of laser scanner data：Algorithms and applications［J］．ISPRS J Photog Remote Sensing，54：138—147．

Casula G，Mora P，Bianchi M G．2010．Detection of terrain morphologic features using GPS，TLS，and land surveys：“Tana della Volpe”Blind Valley case study［J］．Journal of Surveying Engineering，136（3）：132—138．doi：10．1061／（ASCE）SU．1943－5428．0000022．

Collins B D，Sitar N．2004．Application of high resolution 3D laser scanning to slope stability studies［C］．In：Proceedings of the 39thSymposium on Engineering Geology and Geotechnical Engineering，May，Butte，Montana．78—92．

Derron M H，Jaboyedoff M．2010．LiDAR and DEM techniques for landslides monitoring and characterization［J］．Nat Hazards Earth Syst Sci，10：1877—1879．

El-Hakim S F，Boulanger P，Blais F，et al．1997．A system for indoor 3D mapping and virtual environments［J］．SPIE Proc Videometrics V，3174：21—35．

Gold P O，Oskin M E，Elliott A J，et al．2013．Coseismic slip variation assessed from terrestrial LiDAR scans of the ElMayor-Cucapah surface rupture［J］．Earth and Planetary Science Letters，366：151—162．

Hudnut KW，Borsa A，Glennie C，et al．2002．High-resolution topography along surface rupture of the 16 October 1999 Hector Mine，California，earthquake（MW7.1）from airborne laser swath mapping［J］．Bull Seism Soc Am，92：1570—1576．

Jaw J J，Chuang T Y．2008．Feature-based registration of terrestrial LiDAR point clouds［A］．The International Archives of the Photogrammetry，Remote Sensing and Spatial Information Sciences，XXXⅦ，B3B：303—308．

Lato M，Hutchinson J，Diederichs M，et al．2009．Engineering monitoring of rock fall hazards along transportation corridors：Using mobile terrestrial LiDAR［J］．Nat Hazards Earth Syst Sci，9：935—946．doi：10．5194／nhess－9－935—2009．

LI De-ren．2009．Remote sensing in the Wenchuan earthquake［J］．Photogrammetric Engineering＆Remote Sensing，75（5）：507—509．

Monserrat O，Crosetto M．2008．Deformation measurement using terrestrial laser scanning data and least squares 3D surface matching［J］．ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，63（1）：142—154．

Opitz D W，Rao R，Blundell J S．2004．Automated 3-D feature extraction from terrestrial and airborne LiDAR［R］．1—5．

Oskin M E，Arrowsmith J R，Corona A H，et al．2012．Near-field deformation from the El Mayor-Cucapah earthquake revealed by differential LiDAR［J］．Science，335：702—705．

Robert L M．1965．Machine perception of three-dimensional solid［A］．In：Tippett J et al（eds）．Optical and Electro-Opitical Information Processing．MIT Press．159—167．

Wang G，Philips D，Joyce J，et al．2011．The integration of TLS and continuous GPS to study landslide deformation：A case study in Puerto Rico［J］．Journal of Geodetic Science，1（1）：25—34．doi：10．2478／v10156－010－0004—5．

Wehr A，Lohr U．1999．Airborne laser scanning-An introduction and overview［J］．ISPRS J Photog Remote Sensing，54：68—82．

Zabci C，Hüsnü Serdar Akyüz，Volkan Karabacak，et al．2011．Palaeoearthquakes on the Kelkit Valley segment of the North Anatolian Fault，Turkey：Implications for the surface rupture of the historical 17 August 1668 Anatolian earthquake［J］．Turkish Journal of Earth Sciences，20：411—427．doi：10．3906／yer－0910—48．

Zielke O，Arrowsmith J R，Ludwig L G，et al．2010．Slip in the 1857 and earlier large earthquakes along the Carrizo Plain，San Andreas Fault［J］．Science，327：1119—1122．

Zielke O，Arrowsmith J R．2012．LaDiCaoz and LiDAR imager：MATLAB GUIs for LiDAR data handling and lateral displacement measurement［J］．Geosphere，8（2）：206—221．

Abstract

LiDAR，as a newly developed surveying technology in recent decades，has been widely used in engineering survey，protection of cultural relics and topographic measurement，and it has also been gradually introduced to studies of tectonic activities．Although the digital photography technology has been used in the study of palaeoearthquake，the information would be still acquired by traditional geological sketch from trenches．Due to the limitation of photography itself，it is difficult to overcome the distortion of information．With its high information content，accuracy，convenience，safety and easy operation，LiDAR，as a new technology，broadens the access to data and information for palaeoearthquake study．

3－D LASER SCANNER（LIDAR）：A NEW TECHNOLOGY FOR ACQUIRING HIGH PRECISION PALAEOEARTHQUAKE TRENCH INFORMATION

ZHENG Wen-jun1）LEI Qi-yun1，2）DU Peng1，2）CHEN Tao1）REN Zhikun1）YU Jing-xing1）ZHANG Ning1）
1）State Key Laboratory of Earthquake Dynamics，Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing100029，China
2）Earthquake Administration of Ningxia Hui Autonomous Region，Yinchuan750001，Chian

LiDAR，palaeoearthquake，3-D imaging，high precision，new technology

P315．2

A文獻標識碼：0253－4967（2015）01－0232－10

10．3969／j．issn．0253－4967．2015．01．018

鄭文俊，男，1972年生，2009年在中國地震局地質研究所獲構造地質學博士學位，研究員，主要從事活動構造、新構造及構造地貌等方面的研究工作，電話：010－62009013，E－mail：gszhwj＠163.com。

2014－05－05收稿，2014－09－18改回。

中國地震局地震行業(yè)科研專項（201308012）、中國地震局地質研究所基本科研業(yè)務專項（IGCEA1220）和國家自然科學基金（41372220，41172194）共同資助。