高分辨率卫星影像提取DEM技术在活动构造定量研究中的应用——以库米什盆地南缘断裂陡坎为例

摘要

通过数字化地形图和野外地形测量获取数字高程模型(DEM)的传统方法存在时效性差、获取周期长、范围小等缺点,高分辨率卫星影像提取DEM技术的出现为快速获取断裂带大范围的地形地貌数据提供了全新的解决方案,极大地提高了野外地形地貌数据获取的效率,该方法与激光雷达扫描技术(LiDAR,Light Detection and Ranging)相比成本低,与SfM(Structure from Motion)摄影测量方法相比覆盖范围大.然而,国内外目前尚缺乏针对用该方法获取的DEM精度是否满足活动构造定量研究要求的报道.文中以LPS(Leica Photogrammetry Suit)为软件平台,以Worldview-2全色波段立体像对为数据源,选择植被覆盖稀疏的东天山库米什盆地南缘最新发现的地表破裂带作为研究区,提取了0.5m分辨率DEM,基于该DEM数据测量了不同期次洪积扇上的断层陡坎高度,并与后差分GPS(DGPS,differential GPS)野外实测的地形剖面进行了对比分析与精度评价.研究结果表明:由该方法获取的DEM高程与野外DGPS实测高程相差约-2.82～4.87m,经高程校正后与DGPS测线的吻合度很高,形态差异为0.30m,能够精细刻画陡坎形态;对断层陡坎高度的测量精度可以达到0.22m,能够满足活动构造定量研究中高精度地形地貌数据获取的需要,为快速获取断裂精细几何结构、断层剖面形态以及断层垂直位错带来了极大的便利,为后续野外工作中选择探槽开挖点、典型断错地貌点以及年代样品采集点提供了重要参考,在活动构造研究中具有广阔的应用前景.