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无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的应用简述

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  摘    要:目前,随着科学技术日新月异的发展,航测遥控技术正在不同的领域中得到广泛的应用,特别是最近一段时间以来,以无人机技术为主的新型技术被广泛的应用地质工作领域中,使地质灾害工作的质量得到了极大推动。文章深入的分析了地质灾害调查中无人机倾斜摄影测量技术的应用,通过对无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的分析应用,以确定其对于地质灾害调查工作的可靠性,稳定性,合理性,可行性,以期促进我国的地质灾害调查工作开展。
  关键词:无人机倾斜摄影测量技术;地质灾害调查;技术应用;分析与讨论
  1  引文
  无人机倾斜摄影测量技术是近几年来兴起的一项新型技术,它将传统的航空摄影技术与地面的立体三维技术和测绘技术进行综合,相对于传统的航拍和测绘而言,它拥有着多角度,全方位,立体式等优点。该技术不仅突破了原来航空摄影技术只能以垂直角度进行拍摄的局限性,还能够对物的实际情况更加真实的反映出来,弥补了正射影像的不足。它还颠覆了以往测绘的作业模式,通过无人机低空多位镜头摄影来对高清晰立体影像数据获取,使三维地理信息模型自动生成,快速实现了对地理信息的获取,将测绘行业的不同需求得以满足。本文结合实际工作经验,通过对无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的应用进行可行性研究,为提高地质灾害调查的工作效率和成果质量提供技术支持。
  2  地质灾害调查概述
  地质灾害主要包括的崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷和地裂缝等,这种自然灾害主要是以地质动力活动以及地质环境出现异常变化而形成的。地质灾害调查就是采用遥感和地面调查等手段来获取地质灾害相关信息的方法。在调查时一定要将该区域内水文、气象、地层及岩性资料最大程度的收集,并运用测量来对地质体的特征、稳定状态和发展趋势所确定,为地质灾害类型的划分,对地质灾害发生危险性的论证,而对制定地质灾害防治方案提供研究依据。
  3  无人机倾斜摄影测量简介
  无人机倾斜摄影测量技术可以从两方面进行分析。第一方面是无人机技术,无人机的运行原理十分简单,主要就是通过无线电遥控装置和自动控制装置对无人机进行飞行设定,让无人机自动按预定路线飞行。第二方面是倾斜摄影技术,该技术通过从一个垂直、左右前后四个倾斜,五个不同的视角对影像同步采集,获取到丰富的正面及侧视的高分辨率纹理信息,并通过定位、融合、建模等先进技术,使真实的三维模型生成。无人机倾斜摄影测量技术就是将两者结合,在同一飞行平台上搭载多个摄影镜头或进行“井”字型等交叉路线飞行,以不同角度对影像数据所采集,例如垂直、倾斜等角度,通过三维建模和测量技术,同时输出DSM、DOM、DEM、DLG等多种成果。
  4  无人机在地质灾害调查中的优缺点
  4.1  成本低
  无人机的品牌和种类较多,价格从几千元到几十万不等,可根据地质灾害调查任务和单位的投资预算来选择合适的机型,购买成本低。无人机配件不易损坏,使用寿命长,维护成本低。无人机体积小、重量轻,携带方便,同时操作简单,简单培训后即可掌握操作技巧。小型无人机一般只需一人即可完成外业工作,作业成本低。
  4.2  作业灵活、适应复杂环境、工作效率高
  无人机起降条件要求低,可灵活起飞,快速、准确到达预定区域并获取影像。无人机能在除大风、雨雪天气外的许多复杂环境下飞行,不受现场条件制约。在通常人力无法到达地区使地质灾害调查的工作效率不断提升,同时也保障了野外地质灾害调查人员的人身安全。
  4.3  获取资料全面、精度均匀
  无人机对倾斜摄影测量这项技术在地质灾害调查工程中的应用,打破了传统摄影技术和测绘技术只能提供单一产品的局限。既能提供传统的线划地形图,也能提供实时清晰的影像图、三维模型等多种资料,且该技术成果误差不产生传递,精度均匀。
  4.4  受禁飞区管控和电磁干扰影响,存在安全风险
  无人机不能在机场附近等禁飞区飞行,受空管限制,作业区域受限。在飞行区域附近如有高压线、基站等强电磁干扰,飞机容易失控,轻则拍摄失效,重则会发生坠机等事故,造成财产损失或人员受伤。
  5  无人机倾斜摄影测量在地质灾害调查中的应用
  5.1  获取实时图像
  地质灾害发生时,调查人员往往无法到达灾害体附近进行调查,这时通过无人机摄影技术,指挥无人机进入灾害区域将实时图像传回后方指挥中心,让地灾专家及时通过影像掌握地质灾害发生情况,根据影像分析制定地质灾害防治措施。
  5.2  正射影像
  预防性地质灾害调查,一般面积较广,正常的调查工作既费时费力,还容易产生遗漏,影响调查结论。而正射影像是经过纠正处理的具有数学精度、几何精度和影像特征的真实客观的覆盖整个调查区域的完整的现场图像,既包含细节又体现整体。调查人员可借助专业软件在正射影像上获取需要的信息,再结合实地验证,保证调查内容全面、真实、准确。
  5.3  三维立体模型
  相较正射影像,三维立体模型通过倾斜摄影技术,从垂直、倾斜等不同角度获取的影像数据,信息更完整准确,也能从各个角度更直观地观察灾害体,拉近放大局部区域,可量测长度、高差、坡度、面积、坐标等,丰富地质灾害调查内容,扩展无人机在地质灾害调查中的应用。通过三维立体模型可以让非专业领导更容易、更直观地掌握地质灾害情况,为其决策布署提供保障。
  5.4  线划地形图
  线划地形图是地质灾害调查的基础。传统的地形图测绘因地质灾害区域普通存在地形复杂、交通不便等特点,不仅作业难度大,投入多,工期长,而且只能设定一种比例尺进行外业测绘,生产小于等于既定比例尺的地形图,严重制约了地质灾害调查工作的顺利进行。采用无人机倾斜摄影测量技术进行不同比例尺的航拍工作时,工作量相差不大,所以可以按大比例尺地形图测量要求进行航拍。然后根据需要利用正射影像图和三维立体模型快速生成各种比例尺线划地形图,更好地满足地质灾害调查的用图需要。
  6  结束语
  无人机倾斜摄影技术的发展是在最近几年才兴起来的,它是一种低空进行摄影测量的技术。因为它应用在地质灾害的调查与监测中只是起步的阶段,所以还需要进一步的将其广度与深度不断拓宽。即便无人机倾斜摄影技术的自动处理数据已经实现,而且它在高机动性与高分辨率方面是遥感技术所不可超越的,然而这个倾斜摄影测量系统依然有缺陷存在。因为受到偏离航道与GPS定位误差较大等因素的影响,使得无人机对于每次的拍摄时,其有效面积都比较小,而且获得的信息也不够全面,必须经过多次拍摄。另外,在地质灾害调查工作中使用无人机倾斜摄影测量技术也是属于初步应用,但是随着科学的进步和发展,无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中一定会发挥出越来越重要的作用。希望通过本文的仔細分析可以为我国的地质灾害调查工作提供一定帮助。
  参考文献:
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