无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害隐患调查中的应用研究

无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害隐患调查中的应用研究

陈正飞

重庆交通大学土木工程学院  400074

摘要：相较于传统的航拍或者是测绘来说，无人倾斜摄影测量技术具备范围广、立体式等特点。此项技术可以做到更为真实的体现物体、环境的具体状况，补足正射影像中存在的不足之处，并且还能够运用低空多位镜头摄影的方式，迅速做到对地理信息的采集，能够充分满足测绘领域的各方面需求。

关键词：无人机倾斜摄影测量技术；地质灾害；隐患调查；应用；

引言

面对如何预防或者降低地质灾害对人类生命财产安全的威胁，一直以来都成为地质工作者面临的主要矛盾。近年来随着无人机技术的逐渐成熟与快速发展，其所表现出来的操作简易便捷、作业迅速高效、精细准确、适用范围广及生产周期短等特点，致使其在地质灾害隐患调查及地形测绘等领域应用优势明显。尤其随着无人机倾斜摄影测量技术的发展，将航测摄影与地面实景三维空间更加高效地结合。

一、无人机倾斜摄影技术简介

无人机技术是无线电遥控技术和智能自动控制程序与无人机或智能车辆相结合的技术。无人机倾斜摄影技术是近年来国际制图领域的一项先进技术，通过在同一飞行平台上使用多个传感器，同时从垂直角度、四个倾斜角度和五个倾斜角度收集相同目标的图像，实现了非常精细的真实三维模型无人机倾斜摄影技术广泛应用于智能城市、三维导航和三维城市建模等许多领域。这种技术是在实地地质灾害研究中采用的，比传统的空中测量更适合于侧地形纹理。对于地质灾害研究区，多目标倾斜摄影技术的操作模型用于收集多方向地形图像，从而提供一个高精度、直观的三维地形模型，便于进行地质灾害评估和分析。

二、地质灾害调查中应用无人机倾斜摄影测量技术的优势

（一）不易受干扰

在一些需要收集资料的地区，无人驾驶飞机的飞行路线不受该区域和电磁波的干扰，不受空中交通管制，从而大大减少了对该区域行动区的影响。但是，如果无人机继续在低洼地区飞行，电力基地站和高压线路网等设施可能干扰无人机的飞行轨迹，将造成所采集图像的残馀失真，更严重的是，造成飞机失事现象，造成严重的物质损失。

（二）传递精准度高

在使用无人机倾斜摄影测量技术收集信息时，该技术能够更清晰、更准确地处理所获得的图像和图像数据，但由于该技术还不完全成熟，还有些不足。但如今，技术研究人员正在将三维建模技术纳入无人机倾斜摄影测量技术，这种技术能够有效地填补无人机摄影和测绘技术的空白，从而提高无人机倾斜摄影测量技术实际应用的准确性。

三、灾害调查中的无人机倾斜摄影测量流程

在地质灾害调查中的无人机倾斜摄影测量技术应用，主要包含了以下几个方面的流程：①组织专人开展现场勘察，在现场勘察的过程中收集全面的资料，分析得出地质灾害的影响区域。②在前期勘察数据调查的基础上，对无人机的飞行路线、航高加以确定，经由对测绘范围、无人机性能的分析，选定航摄飞行架次。一般情况下，旁向重叠和航向重叠分别对应地域60%、65%。③结合对测量区域的地形地貌分析，遵循相应的标准来进行像控点的布设。因为像控点布设是否合理，将直接影响到结果精度，不同像控点布设下的精度要求也有所区别，以0.3km2的平原丘陵测区为例，以相同分cm作为前提，测图精度对比如表1所示。④利用GPS-RTK开展像控点实测，开展倾斜摄影空三加密，在开展空中三角测量时，在航摄相片与摄影目标的空间几何基础上，在少量相片控制点基础上，可计算出待求点的平面位置、高程和外方位元素，这一测量环节是无人机倾斜摄影测量的关键步骤，为达到测量标准，在此环节要遵循规范化操作的标准。⑤对前期所得到的全部数据和信息开展统一化处理，在数据处理完以后开展三维建模和正射影像生成，结合三维模型与正射影像，经由航天远景或者EPS等专门的软件，可自动成图，得到在地质灾害调查中无人机倾斜摄影测量的最终结果，灾害分析和预防都可在此结果上开展，也就可保障地质灾害预防和控制措施的有效性，减小灾害损失。

四、无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的应用

（一）获取实时图像

当地质灾害事故发生之时，调查人员大多不能来到灾害体周边展开调查，此时借助无人机摄影测量技术，操控无人机飞行至灾害区域把影像图片资料传输至后方指挥调度中心，让地质灾害的专家与技术人员能够借助此影像中的信息了解地灾的严重程度与实际发生状况，按照影像资料来采取有效的防范控制措施。

（二）正射影像

地质灾害监测一般范围很广，传统调查需要大量时间和精力，监测不足也带来了挑战。正面图像是复盖整个调查区的真实和客观图像。测量的图像经过校准和精确处理，不仅用于细节，而且用于整个情况。

（三）三维立体模型

相对于正射影像而言，三维立体模型基于无人机倾斜摄影技术，可以在垂直和倾斜等多种角度采集图像信息，使得信息收集得更加完整、全面，精确度更高，同时还可以从多个角度更为直观的分析灾害体，具有对局部区域调近放大的功能，并且还能够准确的测量长度、高度差、坡度、面积以及三维坐标等，使得地质灾害调查结果更为详尽、准确，能够让无人机在地灾调查工作中的运用取得更为理想的效果。利用三维立体模型能够让专业知识掌握有限的指挥人员更为简单且直观的了解地质灾害的具体状况，从而为作出合理决策、制度有效的预防方案提供信息支持。

（四）现场调度指挥方面

无人机倾斜摄影技术在无人机测量作业中发挥了重要作用。在实际应用中，在对无人机受灾地区进行实时图像采集后，必须及时向指挥中心提供信息，指挥人员随后对图像信息进行彻底分析，以尽可能确保受灾地区人员和财产的生命和财产安全。无人机倾斜摄影测量技术在减少地质灾害方面发挥了重要作用，同时为灾害信息收集系统的有序运作提供了强有力的技术支持。

（五）线性地形图

线性地形图是调查地质灾害的基础。传统的地形图测绘中通常具有地形困难和地质灾害地区交通不便的特点。不仅操作复杂、投资大、周期长，而且只能设置一种测绘比例尺。无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害监测根据需要，将正射影像和三维模型可以基于比例线快速创建各种地形图，以更好地满足调查地质灾害时的地图需求。

五、无人机倾斜摄影技术注意事项

为保证顺利完成三维建模并提高模型精度，航向重叠度一般应以60%～80%，最小不应小于53%；旁向重叠度一般应以15%～60%，最小不应小于8%。实际航线规划时，飞行人员应尽可能设置较高像片重叠率，避免出现航摄漏洞，重复飞行，一般航向重叠度设置在75%～85%，旁向重叠度为65%～75%即可。航向覆盖超出摄区边界线应不少于两条基线。旁向覆盖超出摄区边界线一般不应少于像幅的50%；在便于施测像片控制点及不影响内业正常加密时，旁向覆盖超出摄区边界线应不少于像幅的30%。如果地物表面局部有凸出或镂空等，需要局部多角度采集。

结束语

鉴于上述情况，无人驾驶航空器倾斜摄影测量技术是一种新的制图技术，可在地质灾害研究中发挥重要作用，并为制图提供必要的技术支助。目前，无人机倾斜摄影测量技术尚未完全成熟，因此测量员需要进一步改进和创新，以提高其实际应用能力。

参考文献

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[2]朱磊.无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害应急调查中的应用[J].西部资源，2021（6）：87-88+91.

[3]曾令权.基于无人机倾斜摄影实景三维建模研究[J].测绘标准化，2019，35（2）：21-24.