無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

肖英 田鴻 侯平 張貴朝 常智勝 胡耘

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航測(cè)遙控技術(shù)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害中，可及時(shí)獲取災(zāi)害信息，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查過(guò)程中必要的區(qū)域水文、氣象、巖層資料綜合測(cè)量分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)特征、穩(wěn)定狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)的判斷，為我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的研究工作提供幫助。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī);傾斜攝影;地質(zhì)災(zāi)害;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】P694;P231 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）03-0113-02

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量是近年來(lái)新興的一種技術(shù)，通過(guò)傳統(tǒng)的航空攝影與地面的立體三維攝影的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全方位、多角度的拍攝效果，改變了傳統(tǒng)航空攝影的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)地物狀況的真實(shí)反映，優(yōu)化了傳統(tǒng)測(cè)繪的形式方案。通過(guò)無(wú)人機(jī)的低空數(shù)據(jù)處理，獲取高清的立體影像特征數(shù)據(jù)，作為三維的地理信息模擬儲(chǔ)存，更能夠滿足行業(yè)測(cè)繪的需要。根據(jù)實(shí)際的工作情況，對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用進(jìn)行研究，判斷其工作的效果，為技術(shù)的發(fā)展提供可控支持。

1 地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查

地質(zhì)災(zāi)害通常指因?yàn)楸浪?、泥石流、地裂縫等情況導(dǎo)致的地質(zhì)活動(dòng)及環(huán)境的異常變化引起的自然災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查方式是通過(guò)遙感及地面調(diào)查的方式來(lái)進(jìn)行災(zāi)害信息的獲取，在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查過(guò)程中需要對(duì)區(qū)域中的水文、氣象、巖層資料綜合測(cè)量分析，判斷地質(zhì)特征、穩(wěn)定狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)，從而判斷地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，為之后地質(zhì)災(zāi)害的防治提供參考。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

無(wú)人機(jī)的運(yùn)行原理是通過(guò)無(wú)線的遙感設(shè)置對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，讓其按照設(shè)想的軌道運(yùn)行，保證路線能夠固定。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以從多個(gè)維度不同視角獲得飛行的信息數(shù)據(jù)，能從正面及側(cè)視分辨圖像，通過(guò)將不同的攝影鏡頭進(jìn)行綜合交叉，保證不同程度、不同角度的數(shù)據(jù)影像資料采集，最終呈現(xiàn)需要的圖像結(jié)果。

3 無(wú)人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較大

無(wú)人機(jī)的品牌及種類較多，價(jià)格從千元到萬(wàn)元不等，根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害的任務(wù)調(diào)查情況進(jìn)行投資預(yù)算的合理選擇，成本相對(duì)較低。無(wú)人機(jī)的配件不容易被損壞，使用壽命長(zhǎng)，易于維護(hù)，方便攜帶，操作簡(jiǎn)單。使用者通過(guò)簡(jiǎn)單的操作培訓(xùn)后，可以進(jìn)行戶外的作業(yè)，而且作業(yè)成本較低。

3.2 作業(yè)靈活性更高

通常無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，對(duì)環(huán)境的要求較低，作業(yè)較為靈活，現(xiàn)場(chǎng)容易滿足起飛條件的需求，能夠準(zhǔn)確地到達(dá)預(yù)定區(qū)域，并且在多種惡劣的飛行環(huán)境中進(jìn)行飛行，不受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制。通常外力無(wú)法達(dá)到的地方可以通過(guò)無(wú)人機(jī)提升地質(zhì)災(zāi)害工作的整體效率，為工作人員的人身安全提供保證。

3.3 成果傳遞精度高

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可以獲取更清晰的影像資料，通過(guò)三維的模型資料，改變傳統(tǒng)的攝影技術(shù)及測(cè)繪技術(shù)的形式壁壘，保證技術(shù)成果的傳遞精度及準(zhǔn)確度。

3.4 不易受到干擾

通常無(wú)人機(jī)在禁區(qū)飛行時(shí)，不容易受到禁飛區(qū)及電磁波的干擾，不被空管限制，不會(huì)使作業(yè)區(qū)域受到管限，但如果在低空區(qū)域飛行，高壓線、基站等相關(guān)設(shè)施會(huì)影響無(wú)人機(jī)而導(dǎo)致攝影失效，引起無(wú)人機(jī)墜機(jī)事故，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)受到損失。

4 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參數(shù)見(jiàn)表1。

一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成的原因進(jìn)行分析，通過(guò)遙感、地面調(diào)查等方式進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害資料內(nèi)容的獲取，明確區(qū)域中的水文、氣象、巖層等相關(guān)資料，分析地質(zhì)的危險(xiǎn)性，劃分災(zāi)害的類別，為災(zāi)害的防治提供對(duì)應(yīng)的方法，觀察地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)力活動(dòng)或者地質(zhì)的異常變化情況。無(wú)人機(jī)按照固定的線路飛行，從多角度獲取影像，從而能夠觀測(cè)到更加清晰、分辨率更高的影像類型，對(duì)災(zāi)害位置進(jìn)行定位，形成真實(shí)的三維立體模型。通過(guò)無(wú)人機(jī)的傾斜攝影與測(cè)量技術(shù)的結(jié)合，從多個(gè)角度進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的采集。

5 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

5.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度指揮

通過(guò)無(wú)人機(jī)的傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，對(duì)災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行拍攝之后向指揮中心傳導(dǎo)，有利于制定地質(zhì)災(zāi)害防范措施。

5.2 防范性災(zāi)害調(diào)查

通過(guò)無(wú)人機(jī)的傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行防范性調(diào)查。防范性調(diào)查需要耗費(fèi)大量的人力物力，且容易導(dǎo)致各種紕漏，影響調(diào)查的結(jié)論，因此需要通過(guò)正射影像調(diào)查，對(duì)各個(gè)方位的現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行分析掌握，獲得客觀真實(shí)的圖像信息。

5.3 三維立體模型影像校正

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，從多個(gè)角度獲取影像數(shù)據(jù)資料，從而獲得更加完整、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，保證能夠從各個(gè)角度對(duì)災(zāi)害狀況進(jìn)行觀察，完成局部區(qū)域的放大，對(duì)長(zhǎng)度、高差、坡度面積、坐標(biāo)等進(jìn)行測(cè)量，保證無(wú)人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害中的實(shí)際應(yīng)用效果。同時(shí)，三維立體的模型能夠?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供保證。

5.4 地形圖是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)內(nèi)容

傳統(tǒng)的地形圖的測(cè)繪對(duì)復(fù)雜多樣的災(zāi)害形式，需要大量的投入為作業(yè)提供保證，同時(shí)工期相對(duì)較長(zhǎng)，需要通過(guò)比例尺進(jìn)行外業(yè)測(cè)繪工作。相對(duì)于既定的比例尺地圖，無(wú)人機(jī)通過(guò)多個(gè)角度進(jìn)行航拍，并根據(jù)實(shí)際需要，完成多方位的航拍地圖設(shè)置，從而為災(zāi)害的調(diào)查提供保證。

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是當(dāng)前一種新興的技術(shù)，通過(guò)其在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查過(guò)程中的應(yīng)用，為地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查提供新的方式。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查及監(jiān)測(cè)過(guò)程中尚處于起步階段，具體應(yīng)用的推廣仍需要通過(guò)不斷地拓寬路徑。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，保證其高機(jī)動(dòng)性及高分辨率，但同時(shí)容易發(fā)生巷道的偏離及定位失誤等情況，導(dǎo)致每次航空拍攝的有效性相對(duì)較小，無(wú)法完全獲得有效的信息數(shù)據(jù)資料，需要通過(guò)多角度拍攝才能獲得更好的效果。無(wú)人機(jī)的體積較小，重量相對(duì)較輕，飛行時(shí)穩(wěn)定性相對(duì)較差，無(wú)法保證航拍的圖片不會(huì)發(fā)生變形，未來(lái)需要不斷改進(jìn)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，為其實(shí)用性及時(shí)效性提供保證。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李楊.無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].冶金與材料，2018，38（3）：35，37.

[2]薛躍明，黃喆，張鳴之，等.無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2016（15）：15-16，19.

[3]楊娟.無(wú)人機(jī)傾斜攝影在地質(zhì)災(zāi)害三維可視化中的應(yīng)用[J].中國(guó)錳業(yè)，2017，35（2）：151-154.

[4]張有山.無(wú)人機(jī)傾斜攝影在地質(zhì)災(zāi)害三維可視化中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（24）：4250.

[5]張煦，關(guān)健.無(wú)人機(jī)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2017（25）：249.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]