摘要：科学技术的不断发展，无人机倾斜摄影技术已经应用较为广泛，尤其是在地质灾害勘察的应用，可以及时获取各项信息绘制三维可视化图，便于工作人员及时确定地质灾害的影响。文章主要以无人机系统的构成为切入点，对各项地质灾害的数据进行分析，在确定三维模型以后，就可以对地质灾害的实际情况进行分析，便于及时采取合理措施。
关键词：无人机倾斜摄影；地质灾害；三维可视化
倾斜摄影技术是现阶段在测绘备受青睐的一种方式，其在应用中主要是通过对摄影平台的应用实现对各项数据信息的处理，及时掌握各项事物的动向。另外，倾斜摄影在应用中可以实现三维模型处理，及时对地质灾害的各种的信息进行分析，掌握地质结构等各方面内容，为防治地质灾害提供准确的数据支持系统构建。
一、无人机系统的构成
通常来说，无人机系统主要由硬件系统以及软件系统两部分，
1.系统硬件
系统硬件主要包含了八轴碳纤折叠式旋翼、飞行设备控制器等各个部分。在无人机工作中，其硬件系统的技术要求为：飞行设备的轴距应该为1045 mm，电机电压4.14kV，浆叶长度45.72cm，无人机起飞净重为9.62kg，垂直飞行速度为2 m/s，水平飞行速度12m/s，飞行高度150～500 m，安全飞行时间为25min[1]。
在无人系统工作中，其主要优点可以从以下几个方面进行叙述，（1）成本低廉、整体结构较为简单，模块化功能较强，操作人员可以及时维护。（2）无人机较为轻便，可以及时折叠，方便运输和携带，适用于一些较为恶劣的环境中；（3）飞行较为稳定，震动较小，并且俯仰角以及滚转角小，各方面元素较为稳定。（4）具有良好的抗干扰能力，可以及时规避山谷气流的影响，提高其安全性。
2.软件系统
Smart 3D capture其本质是以图形为基础的GPU三维场景计算软件。在实际应用中可以自动从连续的摄影图像中构成实景三维场景模型。并且通过对摄影的利用可以及时把各种照片及时转化为分辨率较高且带纹路的三维网络模型。然后利用所获得倾斜影像进行选择，经过一系列处理，就可以形成三维场景图[2]。
二、各项数据信息的采集分析利用
1.数据信息的采集
该次倾斜摄影研究中，主要以某地区为例进行分析，航拍高度峰值为465m，最低值为255m，相对高度差为210m，航拍范围410 m×610m，主要拍摄内容为：拍摄多云天气，拍摄时间为11∶00am～11∶30am。拍摄航线需要根据矩形等高进行设计，航拍高度与地形最高点的相对海拔为250m，根据相机内方位元素的计算，地面分辨率为45～76mm。由于相对高度差较大，地势险峻，为了确保所获取信息的准确，工作人员经过分析以后，决定采用66%旁向重叠以及80%航向重叠方式进行拍摄。然后采用航线设计相关软件就可以及时获取飞行相关文件，文件中主要内容包括：航线的坐标、相机位置曝光点等[3]。
2.数据处理
在航拍完成以后，应该立刻将所获取的原始照片数据资料根据不同的相机进行分开整理，并且工作人员还要及时对照片质量、数量等进行检验，如果发现漏拍现象，应该及时进行补拍。然后通过对IOSD的利用，就可以及时对相关数据信息进行下载、读取，并且还能及时获取各个拍摄地点无人机的参数，例如：X、Y、Z等坐标，利用倾斜摄影相机和IOSD固件两者之间的关系，通过相应的计算就可以获取各张照片拍摄时最初信息。
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工作人员在提取相应信息以后，严格按照Smart 3D capture软件的相关要求对各项数据进行整理，整理好以后即使创建一个工程，及时将存放在不同位置下的目录照片导入到整个工程中，在导入工作中，工作人员需要依据实际情况输入拍摄此照片相机的各项元素，主要包含：传感器尺寸、镜头焦距等，需要注意的是所有照片的各项信息都应该按照规定输入到在BLOCKSEXCHANGE.XML文件中[4]。
导入信息设置完成以后，在系统默认的基础上进行重建使用ENU坐标系统，其本质为工作人员在模型中心设置相应的原点，通过重建坐标系统就可以及时对模型区域以及切瓦片依据进行设置，整个项目最后所输出的三维模型坐标主要是由另一个坐标系统所形成的。一般来说，想要及时获取模型地理空间的位置信息主要有两种方式：（1）通过对照片位置信息的利用，通过照片属性决定；（2）根据控制点准确，主要是因为无人机所携带的POS精度较低，初始空中姿态不够准确，所以想要及时获取准确度较高的倾斜三维模型。应该及时引入实测控制点，人机交互以后在进行空三加密。
软件在空三利用中，就可以不用输入初值计算数值进行计算。空三执行结束以后，并且在检查确认无误以后，就可以及时把结果导出来XML、KML文件，或者将其导入到PHOTOMESH软件就可以及时进行三维重建。采用Smart 3D capture进行空三运算，就可以及时输出DSM等真实三维数据成果。
3.数据分析
在应用中，由于地形条件的影响，不能在一些危险岩体进行测量，所以，应该及时对地势相对较为平缓的地区开展无人机倾斜摄影建模精度分析。航拍范围为：550m×650m，依据地形情况及时设置30个控制点，并且利用ＲTK概念对三维坐标进行测量，其中10个点为精确建模控制点，其余20个为验证点，经计算，其精确度可以满足建模需求[5]。
三、结果分析
通过对各项数据进行分析，采用倾斜摄影技术可以及时形成分辨率较高的三维模型，然后就可以利用计算机技术将地质灾害的真实情景进行模拟，然后以此为基础构建地质灾害三维模型，帮助工作人员及时掌握各项真实的地质灾害信息，并且一定程度上降低要求，便于相关负责人及时和专家进行沟通，共同制定应对策略。
通过对GIS系统的结合利用，能够及时将原本以点、线等形象存储的地质灾害信息通过对三维模型的利用传输到三维空间数据库，就可以依据实际情况制定防治措施，并且还能三维建模，进一步对地质灾害内部 情况进行综合分析。
工作人员在三维数字地质灾害数据库基础上，能够实现及时各项地质信息的查询，然后根据信息任意制作各项平面图，及时对地质灾害的体积进行精确精算，可以为地质灾害演变提供准确数据支持。
利用三维模型就能及时对地质灾害部位的岩体力学结构、抗滑系数等数据信息进行可视化分析计算，构建完善的立地灾仿真预警系统，对各类地质灾害体及灾体内各部位进行数学和力学仿真分析，快速实现地质灾害三维可视化分析、安全性评估以及灾害发展与影响模拟。
四、总结
综上所述，及时对地质灾害进行分析，掌握地质灾害的综合情况便于相关部门及时采用合理的措施，防治地质灾害，保护人们的生命财产安全。无人机倾斜摄影在地质灾害三维可视化中的应用，可以通过拍摄，全方位的进行数据采集，构建三维模型及时对地质灾害的发展情况进行演变，才能进一步提高地质灾害的防治效果。
参考文献：
[1]孙亮，夏永华.基于无人机倾斜摄影技术测绘大比例尺地形图的可行性研究[J].价值工程，2017，36（8）：209-212.
[2]张玉侠，兰鹏涛，金元春，等.无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测中的实践与探索[J].测绘通报，2017（s1）：114-116.
[3]廖玉佳，胡勇，叶涛.基于低空无人机倾斜摄影的三维模型构建[J].北京测绘，2018，v.32（05）：10-13.
[4]宋子铖.基于无人机倾斜摄影的矿区地质测量技术探析[J].世界有色金属，2018（1）.
[5]李能国.无人机倾斜摄影模型在应急救灾中的应用[J].中国新技术新产品，2017（14）：138-139.
论文作者:马会姣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/3
标签：无人机论文; 地质灾害论文; 模型论文; 信息论文; 系统论文; 数据论文; 坐标论文; 《基层建设》2019年第9期论文;