无人机在滑坡调查中的应用研究_孙萌.pdf
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1、技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年8期无人机在滑坡调查中的应用研究孙萌1,丁占稳2,秦飞2(1.华北水利水电大学 地球科学与工程学院,郑州 450000;2.河南省地矿建设工程(集团)有限公司,郑州 450000)现阶段传统地质灾害调查工作存在一些问题:野外工作效率低。在传统的野外地质调查中,主要依赖于人工,做不到精细化处理,只能划分重点区域和一般区域。尤其在许多工作条件艰苦的地区,比如荒漠区、高寒区和无人区等,人工很难采集到地质数据。采集资料的精度不够。在野外地质调查中,传统的技术手段主要包括测量、照相、取样和描述等,获
2、取的地质资料精度有限。在环境不适宜的考察点,时间紧张,无法展开精确的地质工作。一般在重点考察点处的资料详细,精度高,在其他地方获取的资料精度较低。传统地质调查存在一定危险性,许多地区野外地质工作条件艰苦,很多地形十分危险,会对调查者的人身安全造成很大的威胁。随着无人机在地质灾害调查中的应用,解决了上述的大部分问题,既提高了野外工作的精度和效率,又保障了地质工作者的生命安全。面对应急调查(如郑州“7 20”特大暴雨、汶川地震等),需要快速对现场进行勘察,此时无人机的优势就更加明显。周林辉用无人机采集研究区域的地质点、线、面和体等信息,提高了地质调查的速度和精度。郑昕提出了一种基于无人机影像和高程
3、数据的地形构造线的确定方法。马娟等采用无人机技术、地理信息技术和图像融合技术,实现采集流程全自动化。张晶晶等通过无人机获取倾斜影像资料,构建了实景三维模型。无人机建模可以产生三维点云、正射影像等多种数据,能更加真实地反映地形地貌。通过无人机获取的高精度数据,其时效性、真实性和可靠性都能得到保证。1滑坡地质概况1.1研究背景新安县引畛济涧工程位于河南省洛阳市新安县境内,自畛河引小浪底库水经过引水隧洞进入新安县城南侧的涧河。工程任务为新安县城提供生产、生活用水,充分利用小浪底库区库容。滑坡位于小浪底水库下游畛河右岸。第一作者简介:孙萌(1997-),男,硕士研究生。研究方向为地质灾害监测与评价。摘
4、要:传统的地质灾害调查存在工作效率低、精度不足,并具有一定的危险性等问题。无人机的应用解决上述的大部分问题。无人机倾斜摄影测量技术具有高精度、高时效的特点,在地质灾害中得到广泛的应用。该文介绍无人机的基本操作、无人机数据的处理,并建立新安县畛河右岸某滑坡的三维模型。无人机生成的正射影像图具有地图几何精度和影像特征。在犀牛软件强大的网格建模功能下,由无人机生成的等高线到三维模型的建立变得简单而又高效。关键词:无人机;地质调查;三维模型;地形地貌;数据处理中图分类号:P642.22文献标志码:A文章编号:2095-2945(2023)08-0177-04Abstract:The tradition
5、al geological hazard investigation has some problems,such as low efficiency,insufficient precision,andcertain danger and so on.The application of drones solves most of the above problems.UAV tilt photogrammetry has thecharacteristics of high precision and high time,so it has been widely used in geol
6、ogical disasters.This paper introduces the basicoperation of UAV and the data processing of UAV,and establishes a three-dimensional model of a landslide on the right bank of YiheRiver in Xinan County.The orthophoto map generated by UAV has map geometric accuracy and image features.Under the powerful
7、grid modeling function of Rhino,the establishment of contours generated by UAV to 3D model becomes simple and efficient.Keywords:UAV;geological survey;3D model;topography;data processingDOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.08.042177-2023年8期技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application1.2地形地貌滑坡位于洛阳市新安
8、县引畛济涧工程畛河右岸进水口附近,在地貌单元上属低山丘陵区和黄土塬区地形起伏大,沟谷切割强烈,大部分地区被第四系松散系松散地层覆盖,少部分地区出露基岩地层。畛河右岸山岭北高南低,一般山岭高程 250420 m,沟底高程 245300 m,相对高差 60220 m。畛河河谷较宽,呈对称“U”型,局部发育阶地,河床高程 250 m 左右,小浪底水库非汛期蓄水后,畛河河床多被淹没于库水位之下。新安县引畛济涧工程进水口距离滑坡区50 m,滑坡位置如图 1 所示。图1滑坡位置1.3地层岩性滑坡区及其附近出露奥陶系、石炭系和二叠系。地层由老到新如下。1.3.1古界奥陶系(O)中统马家沟组(O2m):底部为
9、黄色或黄绿色砂砾岩、页岩及泥灰岩,厚 220 m,下部为深灰色(表面风化色为灰白色)厚层石灰岩;上部为厚层灰岩夹白云质灰岩及泥灰岩。该岩组厚约 74 m,与石炭系本溪组平行不整合接触,主要出露于涧河南岸。1.3.2古生界石炭系(C)中统本溪组(C2b):下部岩性主要为杂色页片状铁铝质泥岩、褐红色页片状铁质铝土岩及灰白色铝土矿层;上部为灰白色薄层含砾粗粒石英砂岩及杂色页片状铝质泥岩,顶部为灰白色泥岩。该岩组厚约 15 m,平行不整合于奥陶系马家沟组岩层之上,主要出露于畛河南岸。1.3.3古生界二叠系(P)下统山西组(P1s):底部一般为灰白色厚层粗粒长石石英砂岩(厚 335 m),有时相变为砂质
10、页岩、硅质泥岩;其上为铝土页岩、炭质页岩夹细砂岩,区内该岩组厚 2090 m,主要出露于涧河南岸。下统下石盒子组(P2x):底部为厚约 20m 的灰白色石英砂岩(局部相变为 2 层砂岩夹粉砂质页岩),其上以泥岩(图 2)为主,夹长石石英砂岩,一般呈黄绿色;主要出露于西北部畛河岸边。图2泥岩2无人机航拍本文用的无人机型号是 DJ1 大疆精灵 Phanto 4,如图 3 所示。精灵 4 配备 1 英寸 2 000 万像素影像传感器,搭载高分辨率多视角航空摄影仪。拍摄时,同步记录相机拍摄瞬间的姿态角及地理坐标,后期通过航空摄影测量相关软件对影像数据进行处理,主要经过密集匹配、三角网构建和纹理映射等步
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