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)用簡(jiǎn)述

孫貴鑫

摘? ? 要：目前，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，航測(cè)遙控技術(shù)正在不同的領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，特別是最近一段時(shí)間以來(lái)，以無(wú)人機(jī)技術(shù)為主的新型技術(shù)被廣泛的應(yīng)用地質(zhì)工作領(lǐng)域中，使地質(zhì)災(zāi)害工作的質(zhì)量得到了極大推動(dòng)。文章深入的分析了地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的分析應(yīng)用，以確定其對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的可靠性，穩(wěn)定性，合理性，可行性，以期促進(jìn)我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作開展。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù);地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查;技術(shù)應(yīng)用;分析與討論

1? 引文

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是近幾年來(lái)興起的一項(xiàng)新型技術(shù)，它將傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)與地面的立體三維技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行綜合，相對(duì)于傳統(tǒng)的航拍和測(cè)繪而言，它擁有著多角度，全方位，立體式等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)不僅突破了原來(lái)航空攝影技術(shù)只能以垂直角度進(jìn)行拍攝的局限性，還能夠?qū)ξ锏膶?shí)際情況更加真實(shí)的反映出來(lái)，彌補(bǔ)了正射影像的不足。它還顛覆了以往測(cè)繪的作業(yè)模式，通過(guò)無(wú)人機(jī)低空多位鏡頭攝影來(lái)對(duì)高清晰立體影像數(shù)據(jù)獲取，使三維地理信息模型自動(dòng)生成，快速實(shí)現(xiàn)了對(duì)地理信息的獲取，將測(cè)繪行業(yè)的不同需求得以滿足。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)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)用進(jìn)行可行性研究，為提高地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的工作效率和成果質(zhì)量提供技術(shù)支持。

2? 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查概述

地質(zhì)災(zāi)害主要包括的崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷和地裂縫等，這種自然災(zāi)害主要是以地質(zhì)動(dòng)力活動(dòng)以及地質(zhì)環(huán)境出現(xiàn)異常變化而形成的。地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查就是采用遙感和地面調(diào)查等手段來(lái)獲取地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)信息的方法。在調(diào)查時(shí)一定要將該區(qū)域內(nèi)水文、氣象、地層及巖性資料最大程度的收集，并運(yùn)用測(cè)量來(lái)對(duì)地質(zhì)體的特征、穩(wěn)定狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)所確定，為地質(zhì)災(zāi)害類型的劃分，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生危險(xiǎn)性的論證，而對(duì)制定地質(zhì)災(zāi)害防治方案提供研究依據(jù)。

3? 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量簡(jiǎn)介

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以從兩方面進(jìn)行分析。第一方面是無(wú)人機(jī)技術(shù)，無(wú)人機(jī)的運(yùn)行原理十分簡(jiǎn)單，主要就是通過(guò)無(wú)線電遙控裝置和自動(dòng)控制裝置對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行設(shè)定，讓無(wú)人機(jī)自動(dòng)按預(yù)定路線飛行。第二方面是傾斜攝影技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)從一個(gè)垂直、左右前后四個(gè)傾斜，五個(gè)不同的視角對(duì)影像同步采集，獲取到豐富的正面及側(cè)視的高分辨率紋理信息，并通過(guò)定位、融合、建模等先進(jìn)技術(shù)，使真實(shí)的三維模型生成。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)就是將兩者結(jié)合，在同一飛行平臺(tái)上搭載多個(gè)攝影鏡頭或進(jìn)行“井”字型等交叉路線飛行，以不同角度對(duì)影像數(shù)據(jù)所采集，例如垂直、傾斜等角度，通過(guò)三維建模和測(cè)量技術(shù)，同時(shí)輸出DSM、DOM、DEM、DLG等多種成果。

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

4.1? 成本低

無(wú)人機(jī)的品牌和種類較多，價(jià)格從幾千元到幾十萬(wàn)不等，可根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查任務(wù)和單位的投資預(yù)算來(lái)選擇合適的機(jī)型，購(gòu)買成本低。無(wú)人機(jī)配件不易損壞，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低。無(wú)人機(jī)體積小、重量輕，攜帶方便，同時(shí)操作簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可掌握操作技巧。小型無(wú)人機(jī)一般只需一人即可完成外業(yè)工作，作業(yè)成本低。

4.2? 作業(yè)靈活、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、工作效率高

無(wú)人機(jī)起降條件要求低，可靈活起飛，快速、準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定區(qū)域并獲取影像。無(wú)人機(jī)能在除大風(fēng)、雨雪天氣外的許多復(fù)雜環(huán)境下飛行，不受現(xiàn)場(chǎng)條件制約。在通常人力無(wú)法到達(dá)地區(qū)使地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的工作效率不斷提升，同時(shí)也保障了野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查人員的人身安全。

4.3? 獲取資料全面、精度均勻

無(wú)人機(jī)對(duì)傾斜攝影測(cè)量這項(xiàng)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工程中的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)攝影技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)只能提供單一產(chǎn)品的局限。既能提供傳統(tǒng)的線劃地形圖，也能提供實(shí)時(shí)清晰的影像圖、三維模型等多種資料，且該技術(shù)成果誤差不產(chǎn)生傳遞，精度均勻。

4.4? 受禁飛區(qū)管控和電磁干擾影響，存在安全風(fēng)險(xiǎn)

無(wú)人機(jī)不能在機(jī)場(chǎng)附近等禁飛區(qū)飛行，受空管限制，作業(yè)區(qū)域受限。在飛行區(qū)域附近如有高壓線、基站等強(qiáng)電磁干擾，飛機(jī)容易失控，輕則拍攝失效，重則會(huì)發(fā)生墜機(jī)等事故，造成財(cái)產(chǎn)損失或人員受傷。

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

5.1? 獲取實(shí)時(shí)圖像

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，調(diào)查人員往往無(wú)法到達(dá)災(zāi)害體附近進(jìn)行調(diào)查，這時(shí)通過(guò)無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，指揮無(wú)人機(jī)進(jìn)入災(zāi)害區(qū)域?qū)?shí)時(shí)圖像傳回后方指揮中心，讓地災(zāi)專家及時(shí)通過(guò)影像掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況，根據(jù)影像分析制定地質(zhì)災(zāi)害防治措施。

5.2? 正射影像

預(yù)防性地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，一般面積較廣，正常的調(diào)查工作既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易產(chǎn)生遺漏，影響調(diào)查結(jié)論。而正射影像是經(jīng)過(guò)糾正處理的具有數(shù)學(xué)精度、幾何精度和影像特征的真實(shí)客觀的覆蓋整個(gè)調(diào)查區(qū)域的完整的現(xiàn)場(chǎng)圖像，既包含細(xì)節(jié)又體現(xiàn)整體。調(diào)查人員可借助專業(yè)軟件在正射影像上獲取需要的信息，再結(jié)合實(shí)地驗(yàn)證，保證調(diào)查內(nèi)容全面、真實(shí)、準(zhǔn)確。

5.3? 三維立體模型

相較正射影像，三維立體模型通過(guò)傾斜攝影技術(shù)，從垂直、傾斜等不同角度獲取的影像數(shù)據(jù)，信息更完整準(zhǔn)確，也能從各個(gè)角度更直觀地觀察災(zāi)害體，拉近放大局部區(qū)域，可量測(cè)長(zhǎng)度、高差、坡度、面積、坐標(biāo)等，豐富地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查內(nèi)容，擴(kuò)展無(wú)人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用。通過(guò)三維立體模型可以讓非專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)更容易、更直觀地掌握地質(zhì)災(zāi)害情況，為其決策布署提供保障。

5.4? 線劃地形圖

線劃地形圖是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的地形圖測(cè)繪因地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域普通存在地形復(fù)雜、交通不便等特點(diǎn)，不僅作業(yè)難度大，投入多，工期長(zhǎng)，而且只能設(shè)定一種比例尺進(jìn)行外業(yè)測(cè)繪，生產(chǎn)小于等于既定比例尺的地形圖，嚴(yán)重制約了地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的順利進(jìn)行。采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行不同比例尺的航拍工作時(shí)，工作量相差不大，所以可以按大比例尺地形圖測(cè)量要求進(jìn)行航拍。然后根據(jù)需要利用正射影像圖和三維立體模型快速生成各種比例尺線劃地形圖，更好地滿足地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的用圖需要。

6? 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展是在最近幾年才興起來(lái)的，它是一種低空進(jìn)行攝影測(cè)量的技術(shù)。因?yàn)樗鼞?yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與監(jiān)測(cè)中只是起步的階段，所以還需要進(jìn)一步的將其廣度與深度不斷拓寬。即便無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的自動(dòng)處理數(shù)據(jù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，而且它在高機(jī)動(dòng)性與高分辨率方面是遙感技術(shù)所不可超越的，然而這個(gè)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)依然有缺陷存在。因?yàn)槭艿狡x航道與GPS定位誤差較大等因素的影響，使得無(wú)人機(jī)對(duì)于每次的拍攝時(shí)，其有效面積都比較小，而且獲得的信息也不夠全面，必須經(jīng)過(guò)多次拍攝。另外，在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作中使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)也是屬于初步應(yīng)用，但是隨著科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中一定會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。希望通過(guò)本文的仔細(xì)分析可以為我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作提供一定幫助。

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