摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，科学技术发展水平也在不断的提高，各种先进的技术在建筑工程或土地管理等领域中的应用，可以为人们的测量和规划工作提供多种便利。在建筑施工以及土地资源管理的过程中，需要对地理形态、地形和地势等进行全面的调查和了解，在此过程中就需要使用无人机进行测量。本篇文章在此基础上，主要对无人机倾斜测量在地质灾害三维可视化的应用方法和应用特点等进行研究与分析。
关键词：无人机；倾斜测量；地质灾害；三维模拟；可视化分析
现代社会经济在不断的发展过程中，人们改造自然的范围在不断的扩大，各种活动工程也在不断的增加，在过度开发的情况下，地质环境遭到严重的破坏，地质灾害增加，给人类社会的安全稳定带来严重的影响。为了更加有效的对这些地质灾害和地质环境状况进行调查和分析，需要采用先进的测量技术对整体的地质构造和地理形态进行测量、摄影和分析。地质灾害的测量和预测是当前经济建设中的一项需要迫切重视起来的工作，使用无人机倾斜测量，可以完成三维可视化的分析，综合应用价值高。关于无人机倾斜测量的实际应用方法和应用作用等均需要结合实际的地质状况展开系统化的研究与分析[1]。
一、构建无人机倾斜测量系统
（一）系统硬件
无人机倾斜测量在地质灾害测量中的应用是因为倾斜模型具有更加真实的纹理，因而能够建立更加真实的三维模型，并且无人机倾斜测量的速度更快，技术成本低，经济效益高，且无人机倾斜测量在地质灾害、环境资源勘查以及三维建模等领域均有丰富的应用经验，因而测量技术可靠。构建无人机系统，其中的硬件部分有碳纤维折叠式的旋翼机、电台、飞行控制器、电池等，另外还有地面的监控系统[2]。构建无人机系统对于其中的技术指标要充分把握，电机为4114kv，起飞重量在9.6kg左右，飞行器轴距1045mm，水平速度控制在12m/s、垂直速度则为2m/s，保证安全航时为25min即可。
（二）系统功能
应用无人机倾斜测量地质灾害，要对无人机系统内部的各种功能模块和测量特性等进行充分的分析，只有这样，才能够在地质灾害测量中充分的发挥出无人机倾斜测量优势[3]。根据实际的航拍摄影测量经验发现，无人机倾斜测量系统的总体结构较为简洁，并且具有模块化强的特点，技术成本低，可以为后期的维护工作带来便利。并且无人机的机体能够折叠，轻便好用，方便运输，在较小面积的地质灾害如山坡、陡峰等较为复杂的地形条件下均可应用。无人机倾斜测量中飞机的飞行较为稳定，机体的震动较小，且由于滚转角度和俯仰角度小，相机的外方位元素总体上较为稳定。但是在无人机倾斜测量地质灾害时还要考虑到这种无人机系统的动力是有限的，因此飞行速度慢且续航较短，在航飞中单架次拍摄领域较小，但是测量的地质灾害量比较小的情况下，则是可以避免无人机倾斜测量的这些缺陷。
二、无人机倾斜测量在地质灾害三维可视化中的实际应用分析
（一）采集地质数据
利用无人机倾斜测量三峡库区，航拍区域内的海拔最高可以达到460m，最低的海拔则有250m，因此相对高差较大。设定无人机倾斜测量拍摄的范围面积在400m×550m左右，拍摄的天气为多云，因此拍摄的最佳时间在上午的十一点到十一点半。在设计航线的过程中可以参照矩形等高，地形中最高点到航高的相对海拔达到200米，在相机的内部计算方位匀速，设置地面的分辨率在35~70mm。由于测量区域内的高差较大，并且地形坡度也较大，因此为了更加全面和完整的获取到区域内的地质信息和地表信息，可以使用80%的航向重叠拍摄和65%的旁向拍摄[4]。航线设计中生成的飞行计划文化中还要包含飞机的飞行坐标以及相机的具体曝光点坐标。
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（二）数据处理
要想高效、全面的获取地质灾害信息，可以利用无人机倾斜测量技术实施全景测量，并在此基础上建立起一定的地质灾害预警机制，为人们的生命财产安全提供可靠的预测和保障[5]。无人机倾斜测量地质情况后，需要对相关的数据内容进行分析和处理，完成航拍后，在现场需要将获取的倾斜拍摄的原始照片进行整理，在整理的过程中要按照拍摄的不同方位进行划分，并对拍摄的照片的数量和质量进行检查，一旦发现某个拍摄方位中的某张照片存在漏拍问题需要立即进行补拍。通过IOSD对相关数据进行下载和读取，然后获取不同拍摄时间节点下无人机的姿态参数，这些参数内容通常包括X、Y、Z三维坐标以及phi、omega、kappa等，使用无人机上倾斜的摄像机分析相机和相关固件参数之间的关系，并对不同照片拍摄时的初始信息进行计算。
（三）三维分析
为了更加有效的对地质灾害的面积、影响范围、灾害等级以及地质类型等进行综合全面的判断，可以采用无人机倾斜测量的方式，高效的获取地质灾害的相关测量信息，并在系统中分析这些数据信息，最终形成三维可视化分析，为地质灾害的安全评估以及灾害发展预测等提供可靠的参照依据。地质灾害中应用无人机倾斜测量并进行三维可视化分析，需要根据软件格式对数据进行分析和处理，创建工程后将其存放在不同的目录中，并完成导入工程。照片导入要输入照片的内文位元素，包括镜头焦距、传感器尺寸、畸变参数和像主点等[6]。导入信息设置好，重建ENU坐标，并且模型的中心位置设置为原点，对模型区域的模型进行设定。在最终的生产项目中将三维坐标模型输入最终数值。在此期间建议将实测的控制点进行引入，完成人机交互后输入三维坐标点，最后再进行空三加密。
结语：
随着我国经济建设水平的不断提高，对于地质灾害预测和防范方面的工作也得到了更多的重视，但是我国在地质灾害测量方面多是依靠经验进行灾害预测，建立的地质灾害预警机制也还是处于初级阶段，在演示灾害预测图时也主要是通过曲线图或数字等进行展示，实景演示较少。但是应用无人机倾斜测量地质灾害则是可以进行三维可视化的分析，这是因为无人机倾斜测量融合了自动化技术、计算机技术、人工智能技术和图形处理技术等多种现代先进技术，并将无人机倾斜测量技术充分的应用到了环境勘察、基础建设和资源调查等多个领域，打破传统测量技术的应用局限性。无人机倾斜测量属于新兴的技术类型，将多台的传感器搭载在同一平台上，从倾斜和垂直等不同角度采集相关影像，获得地面物体的准确信息和完整信息，最后通过三维模型真实、形象的反映地质灾害具体情况，测量资料真实、可靠，测量结果可信、可用。
参考文献：
[1]李东升,张兵良,万保峰,邱鹏瑞.无人机技术在房产测绘中的应用研究[J/OL].昆明冶金高等专科学校学报:1-7[2018-11-03].
[2]王生印,龙腾,王祝,蔡祺生.基于即时修复式稀疏A*算法的动态航迹规划[J/OL].系统工程与电子技术:1-10[2018-11-03].
[3]李凯,胡智敏,汤国锋,袁炜.基于无人机和人工协同巡检的输电智能运检实践[J].江西电力,2018(10):5-7+19.
[4]陈曦.倾斜摄影技术在集通高速公路通化连接线项目建设管理中的应用[J].信息与电脑(理论版),2018(19):31-33.
[5]荀子航,王策,王楠楠,王庆春,安泓达.无人机快速建模技术在复杂地形中的应用[J].低温建筑技术,2018(09):40-42+51.
[6]黄晨东.浅谈无人机倾斜摄影测量在地籍底图测绘中的应用——以“平潭综合实验区(平原镇、苏澳镇、芦洋乡)农村地籍和房屋调查项目”为例[J].福建建设科技,2018(05):79-82.
论文作者:夏彦婷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：无人机论文; 测量论文; 地质灾害论文; 技术论文; 地质论文; 信息论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第35期论文;