机载LiDAR与倾斜摄影测量在地质灾害中的应用

针对传统地质灾害调查易受天气、地形等外界限制,为实现地质灾害的快速调查与早期识别,利用无人机载雷达和无人机倾斜摄影技术,获取地表数字高程模型和数字正射影像。结合常规地质灾害调查技术,快速全面地获取详细的地质灾害信息,实现地质灾害安全评估。结果表明：测区三维模型平面和高程精度分别0.037m,0.042m,检核精度满足要求,成果数据可用于灾害体信息提取、特征参数计算以及辅助评估灾情。无人机载雷达和无人机倾斜摄影技术可为地质灾害识别和分析提供更加翔实的、准确可靠的灾害特征数据。     

多功能摄影装置在摄影测量模拟实验室中的应用

摄影测量模拟实验室可以实现从数据获取到成果输出的全过程摄影测量模拟。为了解决单相机摄影装置只能拍摄沙盘正射影像的缺陷,对摄影装置进行优化设计,使实验室可以同时搭载单相机、五镜头倾斜相机和云台相机3种摄影装置;可以模拟航空摄影测量和倾斜摄影测量,能够拍摄具有不同姿态角的沙盘影像。对沙盘影像进行空中三角测量,精度满足摄影测量规范。将沙盘正射影像空三结果导入JX-4G中进行数字摄影测量,可以得到沙盘模型的"4D"产品;将沙盘倾斜影像导入Smart3D中进行三维模型重建,可以得到沙盘的三维模型。     

无人机摄影测量技术在阿娘寨滑坡应急调查中的应用

无人机摄影测量技术具有数据获取效率高、响应速度快、成果丰富多样等优势,逐步应用于地质灾害应急调查中。2020年6月18日阿娘寨滑坡复活后,采用无人机摄影测量技术进行应急调查。首先,通过检查点验证了无人机免像控摄影测量技术的可行性,总结性研究了无人机影像数据快速拼接和全面处理的软件选取,生成了调查区三维实景模型、数字表面模型(DSM)、正射影像(DOM)及密集点云等基础数据;最后对基础数据处理分析,完成了滑坡地形快速测绘、滑坡特征调查等工作,并对多期次的高精度无人机摄影测量数据进行差分计算,识别了滑坡形变较大的区域,定量表征了滑坡的形变特征,为监测仪器的选位提供了指导。滑坡体上GNSS监测的最大累计形变可达16m,将现场布设的专业监测设备的数据接入地质灾害实时监测预警系统中,有效保证了灾害防治工程的顺利实施。     

小尺度山区地质灾害隐患的无人机精细化识别方法与实践

本文针对小空间尺度范围内以滑坡、崩塌为主的山区地质灾害,提出了一套基于小型无人机摄影测量的精细化隐患识别方法。首先,针对工作区开展至少两期无人机摄影测量作业,经处理后得到实景三维模型、数字正射影像(DOM)、数字表面模型(DSM)等精细化成果;其次,以两期DOM与DSM变化检测为主实现灾害体识别;然后,基于灾害体共性特征建立典型识别标志,并依此采用三维实景目视解译为主方法实现孕灾体识别;最后,通过地面核查确认或排除隐患。将该套方法应用到三峡库首秭归泄滩河左岸顺向斜坡区域,共识别出10处不同类型隐患,证明了方法的可行性。     

结合倾斜摄影技术的地质灾害监测

面向广东省地质灾害隐患的灾前预警、灾中评估与灾后重建等灾害防治与救灾抢险工作的需求,基于md4-1000四旋翼无人机系统,探索研究了基于倾斜摄影技术的地质灾害监测技术流程和方法,并对其模型精度进行考察。经试验表明,无人机可以在一定范围内快速获取高空间分辨率、多个角度的航空影像,而基于实景三维进行地质灾害预警与监测,可以通过无人机倾斜摄影获取的影像经过空三加密和绝对定向建立实景三维模型和真正射影像,可以减少人工实地勘察的工作量,提高工作效率。同时通过实景三维模型可以直观反映地质灾害隐患点的地形地貌信息,为地质灾害隐患点预警提供有力的依据。通过实测数据表明,整个项目的模型高程精度优于0.5 m,平面精度优于0.2 m。     

多源数据融合在广府古城三维重建中的应用

由于传统倾斜摄影在数据采集过程中,存在物体遮挡、航摄盲区等客观因素限制,造成三维模型扭曲、空洞、纹理拉花等问题,选择采用激光点云与倾斜摄影多源数据相融合的方式进行古建筑物精细化建模,可改善三维模型的视觉效果与精度,扩展成果应用领域。本文以广府古城历史街区为例,通过对倾斜摄影、机载激光雷达、地面手持雷达及无人机补拍等多源数据进行融合,实现了三维实景精细化建模,获得较好的试验效果。     

基于低空无人机倾斜摄影的三维模型构建

利用低空无人机倾斜摄影测量技术构造的真实三维模型对重庆万州狮子头危岩进行地质灾害监测,探讨倾斜摄影测量技术在危岩监测、危岩整治,灾情评估等方面的应用。结果表明,倾斜摄影测量技术在地质条件复杂的地区完成数据的获取与处理、三维建模和应用分析方面具有数据快速获取、处理,模型真实可量测等优势;利用倾斜摄影测量技术生成的真实三维地表模型、数字正射影像图和数字高程模型数据可以为危岩整治工程中的堆填土方量提供直观、翔实的基础数据和统计分析数据。     

基于无人机实景三维模型的真数字正射影像生成方法

传统数字正射影像图(DOM)采用微分纠正方法消除相机倾斜与地形起伏所带来的投影误差,但会产生双重投影现象. 真数字正射影像(TDOM)可有效解决DOM的双重投影问题. 文中提出一种基于无人机影像的实景三维模型TDOM制作方法, 首先通过无人机挂载五镜头相机获取航空摄影测量影像并生成实景三维模型;然后采集实景三维模型建筑物顶部轮廓边界线,并构建其三维体模型;最后基于建筑物顶部轮廓边界线三维体模型进行遮蔽检测和遮蔽补偿生成TDOM. 以云南师范大学呈贡校区无人机影像实验数据验证了本文方法,实验表明本文的方法可作为一种生成高质量的TDOM方法.      

飞马无人机在区域尺度三维模型构建及生态环境调查中的应用

区域尺度数字信息及生态环境参数获取存在结构纹理要求细、空间分辨率要求高、参数类别要求多等特点,难以利用卫星遥感等手段实现。本文基于无人机遥感技术方便、快捷、灵活的特点,选择校园作为典型研究区,利用飞马D2000搭载D-MSPC2000多光谱相机和CAM3000航测相机,开展倾斜摄影和多光谱数据获取,在ContextCapture、ENVI、ArcGIS等专业软件的支持下,开展校园三维模型、数字正射影像图、多光谱遥感图绘制,选择典型地物评价数据几何精度,并在定量遥感模型的支持下从植被、水体等角度开展校园生态环境评估。本文对于区域尺度自然资源科学管理和可持续发展具有重要意义。     

联合InSAR与无人机航测的白鹤滩库区蓄水前地灾隐患广域识别

白鹤滩水电站位于我国西南高陡山区,是我国实施“西电东送”的国家重大工程之一。水库两岸是地质灾害高易发区,传统的地质灾害调查手段存在工作效率低、危险性高、无法覆盖高位隐患点等弊端。联合星载合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)与无人机航测技术应用于广域地灾隐患探测对于库区地灾隐患广域识别、掌握其分布规律及辅助后续重点防治具有重要意义。本文基于142景Sentinel-1卫星升降轨影像,采用时间序列InSAR技术对白鹤滩库区重点库岸段蓄水前两岸活动性坡体进行探测,同时利用无人机航测技术对其进行了野外验证与辅助分析,根据航片生成的数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、三维模型等航摄数字产品,结合形变与地形地貌特征,确定了32处地灾隐患点。并结合隐患点的形变量级、形变面积、是否涉水、是否具有明确威胁对象等因素给出了防治建议,建立了全面而准确的蓄水前地灾隐患灾害库。最后基于此案例对两种技术优势特长、适用范围以及如何高效联合应用进行了总结。本文揭示了两种技术在广域地灾隐患识别时的结合应用,无人机航测不仅能对InSAR技术探测到的形变区进行验证,同时InSAR也可以指导重点航测区域,提高航测飞行效率。通过结合两项技术提供的实时与历史信息、形变与地质信息可实现综合研判,形成基于空天遥感技术的高效库岸地质灾害综合遥感识别方法。     

地面点云与倾斜摄影融合精细化实景建模研究

三维地图模型越来越广泛地被应用于三维城市设计、城市规划。随着无人机的迅速发展,为倾斜摄影测量提供了新的平台。然而单纯使用无人机倾斜摄影测量进行三维地图模型的生产,在屋檐、门廊等局部遮挡的部位,无法构建出建筑物的轮廓。本文针对无人机倾斜摄影测量的不足,探讨利用ICP算法对地面点云进行配准,从而将配准后的地面激光点云与无人机倾斜摄影融合,实现精细化建模的可行性。结果表明：通过ICP算法,可以实现地面激光点云与无人机倾斜摄影测量数据的高精度配准,避免因两者数据无法融合到一起而导致模型分层的现象。配准后的地面激光点云与无人机倾斜摄影测量数据进行精细化建模,消除了无人机在空中因遮挡无法全面获取建筑物航测数据的影响,生产的三维地图模型在遮挡的屋檐及门廊下的建筑物纹理清晰,几何结构完整。     

低空无人机倾斜摄影三维模型在地质灾害监测中的应用

综合使用多种数据分析软件,对无人机倾斜摄影序列数据三维建模算法进行优化设计,以提升三维建模精度,且对无人机倾斜摄影数据与分布式地质应力探头数据进行数据融合,最终形成基于地理坐标阵列的逐点地质灾害风险评估.最后使用Matlab仿真环境对该算法进行测试,发现该算法对地质滑坡灾害的预测敏感性优于其他灾害预测结果.     

基于无人机倾斜摄影的自然资源调查监测成果质量检查研究

以无锡市惠山区湿地自然资源专项调查采用无人机倾斜摄影采集湿地三维实景影像,生产二维湿地正射影像数据为例,重点研究了调查测绘成果质量检验的方法、内容。通过对像控点成果、空三加密成果的检查和实景三维模型精度的分析,证明了无人机航测技术能够高效、高精度地采集自然资源信息,为自然资源调查成果数据平台提供数据支撑,为自然资源规划各领域提供技术支持。     

基于多种测绘装备协同工作在白河滑坡灾害中的应用

无人机低空摄影测量技术在应对各类地质灾害方面有着明显优势。本文以安康市白河县茅坪镇山体滑坡灾害为例,介绍了灾害应急中两大无人机系统以及IBIS微形变监测设备所发挥的巨大作用,阐述了无人机飞行设计、现场快速影像处理技术、灾区三维模型构建技术以及潜在危险区域形变量实时监测,并通过获取的数据成果对灾情进行了分析。     

无人机倾斜摄影冗余数据删除算法

多镜头倾斜摄影测量技术同时从多个角度对地表成像,当无人机在临近测区边界飞行工作时,部分镜头拍摄的图像超出了测区范围,因此多镜头倾斜摄影测量技术通常存在大量冗余图像,冗余数据的存在导致后期的空三解算以及实景三维建模效率大大降低。针对这一问题,以5镜头倾斜相机为例,结合POS数据、相机参数、飞行参数等建立拍摄瞬间成像模型,快速解算每一张图像和测区范围之间的空间位置关系,从而删除冗余数据。实验证明,删除冗余数据,效率获得极大提升。     

单镜头无人机倾斜摄影测量的三维建模及精度评估

近年来,随着无人机制造工艺与摄影测量理论的不断发展,基于无人机的倾斜摄影测量技术已被广泛运用于城市的三维建模、数字化地形图测绘当中。但当前,五镜头摄影测量无人机仍具有一定经济成本,导致个人或小团体想要从事相关工作具有门槛。针对上述问题,本文开展了基于单镜头无人机模拟五镜头无人机的倾斜摄影测量三维建模研究,设计折线型航线获取影像数据,基于Context Capture软件建立三维模型,利用GNSS RTK、全站验证模型精度。试验结果证明,三维模型的东方向中误差为0.016 m,北方向中误差为0.015 m,高程中误差为0.034 m,建筑物侧面长宽高中误差为0.041 m;模型精度能够满足Ⅰ类建筑物要素模型及Ⅱ类地形要素模型高程精度要求。     

无人机六目倾斜摄影相机系统研制及应用

为提高无人机倾斜摄影测量的数据采集效率,基于高分辨率单反数码相并综合顾及了相机布局、成像质量及快门同步等影响因素,研发了一种适合较大区域的六目倾斜摄影相机系统。测试及应用结果表明,该六目倾斜摄影相机比五目全画幅倾斜摄影相机外业数据采集效率提升约40%,能够在保证精度的同时显著减少总照片数量、提高据处理效率。可满足实景三维建模、地形图及地籍图测量等不同领域的应用需求。     

无人机倾斜摄影技术支持下的三维精细模型制作

正随着倾斜摄影技术的快速发展,国内外对三维模型的快速制作进行了大量研究,但目前大多仍停留在大范围较粗糙三维场景的制作上,无法真正做到三维模型的精细化、单体化制作。本文基于中海达无人机搭载倾斜摄影相机快速获取大范围、高分辨率的多视影像数据,利用DP-Smart软件快速获得测区三维场景,通过DP-Modeler软件实现单体化精细建模,实现了大范围三维精细模型的快速制作。一、中海达无人机倾斜摄影系统     

基于微型无人机序列影像的快速数据获取

<正>一、引言随着城市建设快速发展和数字城市建设的迫切需求,无人机航测系统得到快速发展。卫星和传统航空遥感存在着分辨率低、测图周期长、无法满足小区域航测等弊端。微型无人机航测系统在小区域和飞行困难地区有明显优势,在三维数字城市建设、应急救灾、国土监测、城建执法、获取高分辨率正射影像图方面得到广泛应用,具有起降灵活、低空飞行、     

无人机影像在地质灾害调查中的应用

汶川地震后,西南地区进入地质灾害高发期。面对高发的地质灾害,如何快速准确地获取地质灾害信息已经成为亟待解决的问题。文中选取映秀镇老虎嘴滑坡所在位置为实验区,采集实验区10km2分辨率0.3m的无人机影像。对获取的无人机影像进行数字摄影测量处理,生成实验区精度0.476m的正射影像,0.731m精度的点云数据以及实景三维模型。在这些数字成果的基础上,对老虎嘴滑坡进行定量分析。此次实验验证无人机在高海拔、高落差的地形环境下作业的可行性,探索定量研究地质灾害的方法。