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

楊俊宇

摘 ?要：針對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用，做了簡(jiǎn)單的論述，總結(jié)了無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和策略，無(wú)人機(jī)具有高靈敏度、高影像分辨率、低成本的顯著特征，當(dāng)下頻繁應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)快速獲取危巖體、滑坡體等地質(zhì)災(zāi)害信息，為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù);地質(zhì)災(zāi)害;調(diào)查;應(yīng)用

Application of UAV tilt photography in geological hazard investigation

Yang Junyu

Abstract：For unmanned aerial vehicle（uav）tilt photography technology application in geological hazard survey，do a simple，this paper summarized the application of uav oblique photography technology advantage and strategy，unmanned aerial vehicle（uav）with high sensitivity，high image resolution，low cost characteristic，the present frequently applied to geological disaster survey by unmanned aerial vehicle（uav）oblique photography to quickly get dangerous rock mass，landslide and other geological disasters information，provide the basis for geological hazard survey.

在信息時(shí)代的背景下，隨著計(jì)算機(jī)、攝影、遙感等技術(shù)的飛速發(fā)展，在最短的時(shí)間內(nèi)獲取高精度的地表信息，構(gòu)建三維實(shí)景模型成為可能。無(wú)人機(jī)（UAV）攝影系統(tǒng)遙感圖像質(zhì)量和分辨率較高，尤其是小面積或復(fù)雜的地形或者氣候條件的地區(qū)，根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，處理無(wú)人機(jī)影像的軟件也越發(fā)成熟，基于無(wú)人機(jī)的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)也靈活有效的應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害上面 [1]。

1 ?無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)可以按照先前預(yù)定的航線進(jìn)行飛行和拍照，高精度、平穩(wěn)飛行是其顯著特點(diǎn)，在風(fēng)速較大的地方也可以在GPS控制下平穩(wěn)飛行。同時(shí)，無(wú)人機(jī)采集到的無(wú)人機(jī)影像分辨率較高，能夠滿足大尺度、高精度的專業(yè)要求，特別適合[2]地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)拍攝。在此基礎(chǔ)上，無(wú)人機(jī)的起降過(guò)程不會(huì)受到太多限制，具有較高的安全系數(shù)、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生地的地貌、氣候要求不高。它可以拍攝人們無(wú)法到達(dá)的地方，也可以拍攝帶視角盲區(qū)，為地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的詳細(xì)信息提供支持。

2 ? ?無(wú)人機(jī)影像在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

2.1 ? 影像獲取

1.進(jìn)場(chǎng)踏勘

根據(jù)作業(yè)區(qū)工作范圍，依托地形圖或高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)對(duì)工作區(qū)域的地形地貌、地面景觀特征進(jìn)行初步了解，并進(jìn)行必要的實(shí)地踏勘，通過(guò)消費(fèi)型無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行預(yù)飛，了解工作區(qū)地形高差，突兀地物高度等影響因素，指導(dǎo)航攝設(shè)計(jì)。

2.航攝參數(shù)設(shè)計(jì)及航線布設(shè)

（1）設(shè)計(jì)用基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的選擇

設(shè)計(jì)用基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)應(yīng)選擇測(cè)區(qū)最新的地形圖、影像圖或數(shù)字高程模型，其比例尺一般應(yīng)根據(jù)垂直影像地面分辨率規(guī)定選用。

（2）地面分辨率的選擇

地面分辨率選擇按以下原則實(shí)施見(jiàn)表2：

（3）航攝分區(qū)的劃分

劃分航攝分區(qū)應(yīng)遵循以下原則：

a）分區(qū)內(nèi)地形高差應(yīng)不大于四分之一攝影航高;

b）分區(qū)的跨度應(yīng)盡量大。

（4）航線敷設(shè)方法

a）航線按攝區(qū)范圍特征直線敷設(shè);

b）曝光點(diǎn)宜采用數(shù)字高程模型依地形起伏設(shè)計(jì);

（5）航攝成果應(yīng)用于三維建模時(shí)，航線敷設(shè)宜遵循以下原則：

a）建筑物低矮、稀疏區(qū)域按大部分建筑物分布、朝向及地形敷設(shè);

b）建筑物高大、密集區(qū)域可交叉敷設(shè)或加大航向旁向重疊度。

3.機(jī)組進(jìn)場(chǎng)及航攝

每一架次飛完后進(jìn)行必要的飛行器檢查及飛行數(shù)據(jù)下載備份工作，當(dāng)天作業(yè)完畢后做好數(shù)據(jù)的檢查、備份，并做好下一架次的作業(yè)準(zhǔn)備。

2.2 ? 數(shù)據(jù)處理

1.POS差分解算

（1）如無(wú)人機(jī)平臺(tái)帶有POS系統(tǒng)，可根據(jù)機(jī)載POS數(shù)據(jù)及地面基站數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算計(jì)算影像外方位元素;

（2）如無(wú)人機(jī)平臺(tái)帶有差分系統(tǒng)，可進(jìn)行機(jī)載平臺(tái)實(shí)時(shí)差分或后差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行影像外方位元素的計(jì)算;

2.影像命名及編號(hào)

影像編號(hào)由16位數(shù)字構(gòu)成，采用以航線為單位的流水編號(hào)，影像編號(hào)自左至右第1-5位為攝區(qū)代號(hào)，第6-7位為分區(qū)號(hào)，第8-10位為航線號(hào)，第11-12位為相機(jī)號(hào)，第13-16號(hào)為影像流水號(hào)。

3.三維實(shí)景建模

本研究采用Context Capture傾斜攝影后處理軟件，首先對(duì)獲取的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，排除有缺陷的影像，確保用于三維重建的數(shù)據(jù)完整正確。

2.3 ? 地質(zhì)災(zāi)害解譯

（1）滑坡

滑坡體所處位置、地貌部位、前后緣高程、溝谷發(fā)育狀況、植被發(fā)育狀況等等。

（2）崩塌

崩塌所處位置、形態(tài)、分布高程;崩塌堆積體的面積、坡度、崩塌方向、崩塌堆積體植被類型。

（3）泥石流

泥石流流域的邊界、面積、形態(tài)、主溝長(zhǎng)度、主溝縱降比、坡度;物源區(qū)水體分布、集水面積、地形坡度、巖層性質(zhì)，區(qū)內(nèi)植被覆蓋程度、植物類別及分布狀況，斷裂、滑坡、崩塌、松散堆積物等不良地質(zhì)現(xiàn)象，可能形成泥石流固體物質(zhì)的分布范圍等。

3 ?結(jié)語(yǔ)

總而言之，傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方法手段已很難滿足新時(shí) 期提出的客觀要求，如何高效應(yīng)用新技術(shù)、新方法提升調(diào)查效率與質(zhì)量已成為現(xiàn)階段地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作開(kāi)展中面臨的 新挑戰(zhàn)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量對(duì)于危巖體的調(diào)查不僅能準(zhǔn)確識(shí)別危巖體的位置及幾何信息，結(jié)合野外調(diào)查，能很好發(fā)現(xiàn)并圈定已有的及高位隱蔽性災(zāi)害體，以前傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查是達(dá)不到的。

參考文獻(xiàn)

[1] 任敬，范宣梅，董秀軍等.基于無(wú)地面控制測(cè)量校正影像的無(wú)人機(jī)航測(cè) 應(yīng)用 [J].人民長(zhǎng)江，2017，48（20）：62-66.

[2] 王玉龍，王建忠，李錦等.無(wú)人機(jī)低空航測(cè)在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用 [J].礦山測(cè)量，2017，45（5）：39-42.