高精度倾斜摄影在高位滑坡灾害应急监测中的应用

无人机倾斜摄影技术构建全景真三维影像极大提高了单体灾害解译的精度及准确度,也可以用于研究单体灾害动态演变规律的数据积累,降低了多期数据获取的难度和成本,为应急救援决策提供更加科学的技术支撑。本文以利用旋翼无人机倾斜摄影技术在茂县6·24地质灾害应急调查的成功实践为基础,系统地建立了一套基于旋翼无人机倾斜摄影技术的高位滑坡单体地质灾害应急调查方法,并在会东老君洞高位滑坡地质灾害应急中证明该方法的适用性,大大提高单体灾害应急处置效率。     

无人机低空摄影测量在黄土滑坡调查评估中的应用

无人机低空摄影测量技术是继遥感和三维激光扫面之后,在三维空间数据领域中又一个可用于大面积、高精度和快速获取三维点云数据的技术方法。随着摄影测量算法的改进和商品化发展,目前该项新技术在国内外广泛应用于各个领域,在地质灾害防治领域的应用也处于不断尝试阶段。结合利用无人机低空摄影测量技术调查甘肃黑方台地区黄土滑坡实例,在简要介绍低空摄影测量的基本原理和数据获取方法的基础上,阐述了该技术在区域黄土滑坡调查(面积为36 km~2)和单体黄土滑坡调查方面的应用效果。结果表明:在区域滑坡调查方面,可以很好地认识其空间分布规律和发育特征;在单体滑坡方面,通过滑坡前后两期低空摄影测量数据分析,很好地认识滑坡的滑前变形迹象和成灾过程。由此可见,低空摄影测量技术在地质灾害防治领域具有广阔应用前景和一定科研价值。     

多时相数字孪生滑坡变形监测方法与应用研究——以金沙江白格滑坡为例

高位隐蔽滑坡因为难到达、难识别、难监测,致使成灾表现具有极强的突发性和破坏性。针对传统人工地面调查和地面布设监测设备存在危险系数高、工作效率低、设备易损坏和离线误报率高等问题,提出基于无人机倾斜摄影测量技术构建高位隐蔽滑坡数字孪生体的方法,通过信息化、数字化手段对地质灾害变形特征及时空演化规律进行监测分析。以西藏金沙江白格滑坡为研究对象,利用无人机倾斜摄影测量技术获取2019年4月—2021年9月共计10期次航测数据,融合多源数据构建了多时相数字孪生滑坡体,通过多期孪生滑坡体实现对白格滑坡整体滑移、局部微变形、滑塌体积等多维要素的高精度定量分析,并及时应用于白格滑坡时空演化分析和监测预警中。研究表明：白格滑坡在2019—2021年监测期内存在持续变形迹象,强变形主要位于滑坡两侧及后缘,渐有扩大趋势,存在垮塌堵江风险。运用多时相数字孪生滑坡变形监测手段实现对地质灾害定性-定量化特征描述与风险评估,具有快速灵活、覆盖全面、不受复杂艰险地形条件限制等优势,可为高位隐蔽滑坡等斜坡灾害大梯度形变监测提供工程实践参考。     

无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别中的应用

近年来,隐蔽性强、突发性高、破坏力大、灾害链长的重大地质灾害频繁发生。如何实现人工排查无法到达区域地质灾害隐患的早期识别,已是地质灾害防治领域必需解决的难题。本文基于无人机载LiDAR和倾斜摄影技术,获取地质灾害隐患点更加精准、精细的地形地貌勘测数据,采用定性与定量相结合方法开展地质灾害隐患早期识别。无人机载LiDAR技术能够“穿透”地表植被,获取真实地表数字高程模型（DEM）,据此可计算出地质灾害的关键特征参数,如山体阴影、坡度、等高线、粗糙度以及曲率等微地貌因子。无人机载倾斜摄影技术能够快速获取地质灾害隐患点的三维模型和数字正射影像（DOM）,使在三维实景场景模型中开展地质灾害隐患点识别和研判成为可能。通过建立数据综合应用策略,对地质灾害隐患点定性和定量分析,能够实现早期发现、有效识别。本文通过对九寨沟九道拐滑坡点的研究分析,结果表明无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别方面具有较大的应用价值。     

基于时序InSAR的黄土滑坡隐患早期识别——以白鹿塬西南区为例

中国黄土滑坡灾害频发且分布广泛，传统的地质灾害调查对于地处高位、形变特征不明显和隐蔽型的滑坡隐患难以有效识别，是滑坡灾害监测预警成功率低的主要原因之一。如何有效超前判识别地质灾害隐患是地质灾害防治工作的前提和基础，时序InSAR技术在此领域具有良好的应用潜力，但如何更好地将InSAR技术融入到滑坡灾害相关研究中仍处于探索阶段。笔者以西安市白鹿塬西南区为研究区，在高精度三维倾斜摄影、ALOS-2雷达影像集等数据基础上，以时序InSAR技术反演得到104处地表形变明显区域；结合黄土滑坡易发指数、航拍影像和野外核查，快速识别黄土滑坡及隐患23处，其中包括新识别的滑坡隐患20处和在册的滑坡灾害3处，通过与传统地灾调查数据比对和实地调查核实验证了时序InSAR方法探测结果的优势和有效性，并构建了基于高精度InSAR和DEM数据的黄土滑坡隐患早期识别方法。     

基于小型无人机遥感的单体地质灾害应急调查方法与实践

大型、专业的无人机遥感已开始广泛应用于大面积地质灾害调查中,本文则以近年来在三峡库区进行地质灾害应急调查的多次成功实践为基础,系统总结并建立了一套采用更加简单灵活的小型无人机遥感系统开展单体地质灾害应急调查的方法,主要包括:基于地质灾害应急调查特点定制了更具针对性和适用性的多旋翼小型无人机系统;制定了室内准备、现场作业、快速处理面处理等在内的具体实施流程;提出了像控点布设及测量、航线规划、飞行拍摄过程控制及成果处理等关键技术方法。实践表明,应用以上方法开展基于小型无人机遥感的单体地质灾害应急调查,不仅可以大大降低现场工作时间、强度以及风险,而且可以获得高精度遥感成果及信息,从而真正满足地质灾害应急调查既“快”且“高效”的客观需求。     

免像控无人机航测技术在舟曲县立节北山滑坡-泥石流灾害应急处置中的应用

近年来,无人机航测技术在地质灾害防治领域广泛应用,特别是在突发性地质灾害应急处置中优势显著。免像控无人机航测技术能够快速获取测绘数据,跟传统航测方法相比,极大的节约了时间和人力成本。文中利用大疆精灵Phantom 4 RTK无人机,对甘肃省舟曲县立节北山滑坡-泥石流灾害进行免像控航测数据获取和处理。根据航测成果快速获取了滑坡形态特征、泥石流沟道特征等相关参数, 分析了滑坡变形迹象,并应用实地测量数据进行免像控航测精度评价分析。研究结果表明:滑坡形态特征、泥石流沟道特征、变形迹象均与实地相符,检核点精度满足《低空数字航空摄影测量内业规范》（GH/Z 3003—2010）数据生产规范,成果数据可用于灾害体变形特征分析、几何参数快速提取,辅助分析评估险情、灾情。对突发性地质灾害应急处置中无人机测绘数据的快速获取工作具有一定的借鉴意义。     

实景三维技术在“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中的应用CSCD

针对“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查应急测绘保障中,倾斜实景三维模型建模效率无法满足应急状态下“快速”的需求这一难题,文中在研究无人机倾斜摄影测量技术原理的基础上,提出了基于正射单视角倾斜摄影的三维建模方法,进一步结合三维场景构建技术和遥感解译技术构建了应急状态下基于实景三维技术的地质灾害快速调查技术体系,并成功应用于“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中,72小时黄金救援期内提供了四川省应急测绘保障史上首个实景三维模型及相关灾情、灾损信息,在有关部门开展灾情研判、应急指挥决策、灾后恢复重建等工作中发挥了重要作用,此外,基于调查结果提出了系列灾区地质灾害防灾减灾救灾建议,为灾区地质灾害综合防治提供了科学依据。     

实景三维技术在“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中的应用CSCD

针对“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查应急测绘保障中,倾斜实景三维模型建模效率无法满足应急状态下“快速”的需求这一难题,文中在研究无人机倾斜摄影测量技术原理的基础上,提出了基于正射单视角倾斜摄影的三维建模方法,进一步结合三维场景构建技术和遥感解译技术构建了应急状态下基于实景三维技术的地质灾害快速调查技术体系,并成功应用于“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中,72小时黄金救援期内提供了四川省应急测绘保障史上首个实景三维模型及相关灾情、灾损信息,在有关部门开展灾情研判、应急指挥决策、灾后恢复重建等工作中发挥了重要作用,此外,基于调查结果提出了系列灾区地质灾害防灾减灾救灾建议,为灾区地质灾害综合防治提供了科学依据。     

无人机倾斜摄影在黄土地区泥石流灾害调查与评价中的应用

本文针对传统地质灾害地面调查效率低、成本高,轻整体、重局部的不足,引入无人机倾斜摄影技术,以求弥补传统调查方法和手段的缺陷。首先阐述了倾斜摄影三维重建原理及"半定性半定量打分表"评价模型。以黄土地区赵家沟泥石流为研究对象,通过三维重建生成的实景三维模型、DOM和DEM,解译并提取了如地层岩性、不良地质现象等定性信息,分析并计算了流域面积、纵坡降等泥石流易发性定量评价因子。对比地面调查数据,得出赵家沟泥石流易发性得分分别为86分,96分,易发性程度均为中等,无人机倾斜摄影开展黄土地区泥石流灾害调查与评价是可行的,获取的信息比地面调查数据更科学合理。     

基于无人机的滑坡地形快速重建与稳定性分析

对滑坡进行快速准确的定量化调查评价可以为滑坡应急处置提供科学依据。无人机航摄系统以其机动灵活、响应迅速等特点,日益成为地质灾害调查的可靠手段。以册亨平庆组滑坡为例,将无人机摄影测量技术应用于滑坡的调查中,总结出一套基于轻型无人机航摄技术的边坡快速调查与定量评价方法:首先通过多种软件建立高精度三维地质模型,使用有限差分软件进行数值模拟;然后对滑坡变形机制进行分析,并对滑坡稳定性进行评价。研究结果表明:（1）通过Global mapper、Pix4Dmapper、Rhinoceros等软件对无人机采集数据进行处理并建立三维计算模型,具有简便、快捷、可靠的特点;（2）以无人机航摄为核心的滑坡调查评价,能将传统地质的定性分析和数值模拟的定量分析有效结合,为后续应急处置提供有力的依据及数据支撑;（3）册亨平庆组滑坡是在降雨条件下由坡体自重应力作用引发的蠕滑-拉裂式滑坡,调查时滑坡已启动,地面裂缝有加速扩展的趋势。     

基于无人机倾斜摄影的黄土滑坡信息多维提取与应用分析

本文针对黄土地区地质灾害调查与评估需求,探索了一种基于无人机倾斜摄影影像和飞控数据的滑坡单体信息多维提取的方法。通过影像处理获得的DEM、DOM和实景三维模型等多维数据,对贾家村滑坡坡形、坡度、相对高差、植被覆盖率、纵坡比降、表面积与物源体积进行定量提取,结合区域气象数据分析了贾家村滑坡年均降雨量时空分布规律,利用相关地质资料分析了其地层岩性特点和区域地质构造情况,为准确评定其稳定性及危险性提供既高效又准确的定性、定量参考依据。     

无人机在强震区地质灾害精细调查中的应用研究

为对强震区地质灾害进行精细调查,基于无人机低空摄影测量系统能够获取高精度、高分辨率和高时效的遥感影像且具有灵活性强和不受复杂地形影响等特点。本文将无人机低空摄影测量系统应用到强震区地质灾害精细调查,探讨了强震区地质灾害无人机遥感精细调查流程及成果应用。以老虎嘴滑坡所在区域的应用为例,阐述了无人机遥感像片的获取和DEM、DOM及三维真实空间场景的制作方法,重点介绍了利用三维真实场景对地质灾害进行定性及定量分析及精确描述。实践结果表明:（1）同常规的遥感调查方法相比,该方法不仅能够获取更高分辨率和更高精度的地质灾害精细调查基础数据,而且还提高了其时效性及可靠性;（2）构建的地质灾害体三维真实空间场景突破了传统的二维地质灾害解译技术,提高了地质灾害解译的精度及准确度。本文较完整地阐述了无人机低空摄影测量系统在强震区地质灾害精细调查的流程及方法,可以较好地应用于强震区地质灾害精细调查。     

无人机倾斜摄影技术在城市化建设中地质灾害早期识别应用

针对城市化建设中地质灾害问题,提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的地质灾害早期识别技术与方法。以地下空间利用强度高、目前周边城市化建设频繁的锦城广场为例,通过无人机倾斜摄影处理技术流程,构建研究区高精度正射影像与三维立体实景场景。通过解译分析,提取地质灾害形变信息及范围,最后通过现场调查对解译形变区进行了实地复核、验证。结果表明,基于无人机倾斜摄影的地质灾害早期识别技术与方法具有效率高、机动性强、投入少、精度高的优势,可以方便技术人员快速解译、分析、识别城市化建设过程中地质灾害问题,具有较好的推广前景。     

无人机倾斜摄影技术在城市化建设中地质灾害早期识别应用

针对城市化建设中地质灾害问题,提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的地质灾害早期识别技术与方法。以地下空间利用强度高、目前周边城市化建设频繁的锦城广场为例,通过无人机倾斜摄影处理技术流程,构建研究区高精度正射影像与三维立体实景场景。通过解译分析,提取地质灾害形变信息及范围,最后通过现场调查对解译形变区进行了实地复核、验证。结果表明,基于无人机倾斜摄影的地质灾害早期识别技术与方法具有效率高、机动性强、投入少、精度高的优势,可以方便技术人员快速解译、分析、识别城市化建设过程中地质灾害问题,具有较好的推广前景。     

无人机影像在高陡边坡危岩体调查中的应用

在高陡边坡危岩体的调查中,复杂的地形条件经常限制工作的正常开展,如何快速准确地获取地质灾害信息一直是地质灾害调查研究中的难点之一。以往的研究中对无人机遥感技术在黄土、高原等地区应用有所报道,但对西南地区高陡边坡危岩体灾害调查的研究尚无报道。文章以锦屏二级水电站出线场边坡落石灾害所在区域为例,将无人机摄影测量技术应用于高陡边坡危岩体调查中,通过无人机倾斜摄影获取高分辨率遥感影像,开展遥感影像三维建模,进行地质灾害遥感解译,总结了无人机遥感系统在高陡边坡危岩体调查的技术流程。通过三维实景模型,精确地分析了落石灾害的空间分布、失稳模式及演化过程,查明了区域内危岩隐患点的分布特征;基于三维点云模型,提取出地质灾害体的属性信息,测得落石方量为11.7 m3,采用最小二乘法进行平面拟合,得到落石两组主控结构面产状为275.4°∠31.2°、103.5°∠63.3°。实践表明,无人机遥感技术在高陡边坡地区落石灾害调查中具有明显的可行性和优越性,可以较好地应用于高陡边坡危岩体调查中。     

无人机倾斜摄影在靖边县龙洲丹霞地貌调查中的应用

以陕西省榆林市靖边县龙州乡丹霞地貌调查为背景,依据倾斜摄影测量的原理及应用方法,阐述了多旋翼无人机搭载倾斜摄影设备进行数据采集影像数据,并对工作区进行实景三维建模处理,通过对实际工作中三维倾斜摄影应用实例进行探讨,结合地面调查成果,对三维建模效果进行分析,还原工作区地形地貌、增强地质遗迹资源空间辨识率、提高地质遗迹点定位精度的效果,为准确获取地质遗迹资源分布范围及规模形态提供了技术支撑。     

无人机倾斜摄影在高位危岩体调查中的应用

针对传统高位危岩体地面调查强度大、效率低、风险高、精度低、轻整体重局部的不足,提出了基于无人机倾斜摄影技术的高位危岩体调查方法。本文以青城山后山景区危岩为例,通过无人机倾斜摄影处理技术流程,构建危岩体三维立体实景模型,通过解译分析,提取了危岩体地层岩性、产状、裂隙发育情况、块体大小等信息。结果表明,与传统地面调查分析相比,该方法更全面、客观、准确,具有巨大的推广前景。     

九寨沟地震地质灾害隐患早期识别与分析研究

针对传统地质灾害调查手段难以有效识别高位远程、高植被覆盖下地质灾害隐患问题,本文研究采用InSAR、机载LiDAR、无人机光学遥感等技术,系统开展了九寨沟地震区域地质灾害隐患早期识别工作。通过SAR数据处理、激光点云数据处理、无人机影像处理等过程,构建了一套集成纹理特征、形变特征、形态特征的地质灾害隐患识别遥感解译图谱。通过综合应用多源遥感技术,完成了九寨沟核心景区230 km²范围内的地质灾害隐患早期识别任务,突破了以往地质灾害灾害调查灾害隐患看不见、看不清、看不准的难题,提高了该区域地质灾害隐患识别的成功率。研究表明,综合应用InSAR、机载LiDAR、无人机遥感等探测技术可以有效提高艰险复杂山地环境地质灾害隐患的识别率,可以为地质灾害隐患早期识别提供技术支撑。     

地质灾害应急调查工具箱客户端软件设计

针对目前地质灾害应急调查还处在野外全手工记录、应急数据传输不及时、室内手工处理数据等效率低下的情况,进行了地质灾害应急调查工具箱配套数据采集终端的研制,重点进行了自动化数据采集、数据电子化、应急数据实时化传输、数据管理智能化等设计。本文主要介绍在基于Android系统下的平板终端上,设计开发出一套智能化地质灾害应急调查软件,该软件遵循地质灾害调查技术规范,采用结构化和标准化的调查表模板,结合可视化的Google地图数据资源,为地质灾害调查人员现场采集数据（如文字信息,灾害点空间信息,有关灾害点的语音、视频、图片信息,绘制灾害点平面图、剖面图、素描图等）和后期对灾害点的管理,提供了更直观、更快捷、更高效的技术支持手段。该软件利用GIS技术,将采集的数据以可视化的方式展现在地图平台上,直观地反映地质灾害及隐患点的空间分布、灾害类型、灾害危害等级等详细信息,为地质灾害调查提供技术支撑。