长距离RTK动态测量滑坡监测精度分析

短基线RTK技术的精度符合滑坡监测的要求,由于滑坡地带的特殊性,在利用RTK技术进行滑坡监测时,流动站与基准站构成长基线。长基线RTK观测精度是否符合滑坡监测精度要求未知。进行了模拟实验,设定一条长基线,利用RTK观测对固定不动的观测点进行动态测量,求出其观测坐标,将观测坐标与平均坐标相比,并利用求坐标中误差的方法解算出水平精度和高程精度,结果求得的水平精度和高程精度都达到了厘米级。结果显示:长基线RTK技术可以很好的用于滑坡监测,且监测精度达到厘米级。     

新型便携式行业级无人机精灵4RTK定位精度分析

本文针对新型便携式行业级无人机精灵4RTK开展了实测数据的定位精度分析,从有、无控制点情况下的绝对定位精度和无控制点情况下的相对定位精度2方面入手,详细计算后者水平距离和高程差的测量误差,探讨网络RTK技术的无控制点情况在活动构造中的应用。结果表明,无人机精灵4RTK在天气较晴朗、飞行高度100 m、镜头角度正射向下、旁向和航向重叠率均为70%等实测条件下,有控制点情况下水平位置和高程测量误差均<4.5 cm,无控制点情况下水平位置测量误差<0.60 m、高程测量误差<1.90 m;无控制点情况下,当实际水平距离<300 m时,水平距离测量误差<0.100 m,当高程差<2.8 m时,高程差测量误差<0.100 m;以复合运动性质的发震断层为例,初步探讨认为无人机精灵4RTK的网络RTK技术在无控制点情况下提取活动构造的定量参数时,其水平位移量精度能够达到厘米级,垂直位错量精度可能达不到厘米级,当垂直位错量小于8.0 m时,精度能够达到0.157 m。     

滑坡表面位移无人机接触式监测的飞行路径优化——以三峡库区白水河滑坡为例

无人机监测技术发展迅速并开始广泛应用于滑坡监测领域之中,传统无人机监测通过拍摄影像对滑坡进行观测,存在着精确度方面的缺陷;引入无人机接触式监测方法到滑坡表面位移监测中,改善精度方面的不足,扩展其应用前景.目前无人机的续航问题是制约无人机监测技术发展的主要问题之一,无人机在滑坡上无序的飞行会增加飞行工作量,因此对无人机飞行路径优化十分重要.以三峡库区白水河滑坡为例,采用了蚁群算法对无人机在白水河滑坡上进行接触式监测时的飞行路径进行优化;结果表明:蚁群算法优化减少了无人机的飞行路径,大大提高了单次飞行效率.     

特殊区域旋翼无人机航磁测量研究

为解决地面人员难以到达的特殊区域大比例尺磁测数据获取问题,本文提出一种基于三轴磁通门传感器,采用旋翼无人机进行航空磁测的方法.项目组研制适合旋翼无人机搭载的航磁数据记录仪,并完成旋翼无人机、三轴磁通门传感器、航磁数据记录仪的集成工作,开展了三轴磁通门传感器安装点位噪声水平试验、地面空中对比试验、磁性体识别试验、动态飞行一致性试验、区域飞行试验.旋翼无人机航磁系统具有操作简单、设备轻便、效率高的特点,能在地面人员难以达到的区域开展低空航磁测量.中国四川省黑竹沟地区是地磁异常区域,项目组在该区域内的沟壑、峡谷、湖泊等实地开展了野外应用测试,完成了这些特殊区域的航磁调查工作.     

局部区域GNSS地壳形变监测系统设计与精度分析

为探索页岩气开采与地壳形变的关系、地表形变对页岩气压裂的响应等,布设一套GNSS跨断层形变监测系统。该系统综合使用静态和动态测量方法采集地表形变信息,结合多种GNSS定位方式增加监测区域地表动态位移信号探测的可靠性,并利用网络通讯与云服务器实现数据的自动化传输、设备的远程管理和站点的动态监测。考虑到测量误差与形变量之间的可区分度问题,文章从测量精度方面进行详细的分析。静态测量计算结果表明,单日基线解和PPP静态解精度在水平和垂直方向均可达到10 mm以内。四川泸定6.8级地震动态定位计算结果表明,RTK解、PPK解和PPP动态解时间序列中,瞬态地表位移信号的可识别程度也可达到10 mm以内。精度分析结果认为该系统可以较好地反映监测区域的部分长期和瞬态形变信息。     

GPS单历元定位新算法用于滑坡监测di

在滑坡变形较大时，常规GPS静态观测方式满足不了滑坡实时监测的需要. 本文结合滑坡变形的特点，利用GPS单历元定位新方法frac34;单历元阻尼LAMBDA方法，对滑坡实时形变进行了监测试验. 该方法不需要考虑GPS载波相位测量中棘手的周跳问题，每一历元即可搜索到正确的整周模糊度，从而获得监测点厘米级精度的坐标. 采用平滑方法后可以分辨出毫米级精度的坐标和滑动速度，扩大了GPS形变监测的应用范围. 本文简要介绍了新方法的原理，并使用低价位的单频GPS接收机，在江西省一个实测滑坡中取得了较好的应用效果.       

无人机获取区域全景图试验

利用无人机灾情快速获取系统,以玉溪县城为工作区域,进行无人机区域航拍试验.通过开展无人机任务单元参数、飞行参数等试验,获得不同成像分辨率要求的最佳任务单元配置参数和飞行参数,获取高质量玉溪城区全景图像.试验证明,无人机灾情获取系统能够为应急救援决策和指挥等提供实时灾情信息,可显著增强快速响应能力.     

回线源地-空瞬变电磁系统及其在滑坡探测中的应用

中国南方地区地质灾害频发,遭受经济损失巨大,其中滑坡灾害危害最为严重.目前对于复杂地区滑坡地下结构探测方面的研究还存在薄弱环节,还缺少快速可靠的探测地下结构的手段.常规地面地球物理方法在复杂地形条件下存在施工困难的问题.应用数值模拟对比分析了回线源和电性源发射条件下场的分布特征和变化规律,为仪器研制和野外采集方案提供参考.针对滑坡地质灾害调查研制了基于旋翼无人机的回线源地-空瞬变电磁系统.该系统使用旋翼无人机作为飞行平台,目前地面发射机功率为10 kW,最大电压为250 V,最大电流为40 A,发射时基4/10/20 ms可选,下降沿为线性沿,同步方式为晶体+GPS;机载接收机采样率250 kHz,在关断后采集二次场并自动组道叠加,连续点号采集,输入等效噪声0.5μV;空中接收线圈为空心线圈,频率为30 kHz,等效面积3100 m².利用新研发的基于旋翼无人机的回线源地-空瞬变电磁系统在贵州发耳典型滑坡体上开展试验研究.对野外试验中地-空与地面瞬变电磁的实测曲线进行了对比分析.试验结果表明,新研制的地-空瞬变电磁系统稳定可靠,能够快速获取复杂地形条件下小范围内的...     

基于网络/基站RTK移动摄影测量数据的垂向精度分析

移动摄影测量技术SfM（Structure from Motion）的发展使活动构造研究中快速获得野外中小区域内高精度DEM数据更便捷,DEM数据精度是目前活动构造与测量领域较关注的问题。本文通过对比非RTK模式无人机摄影测量并结合地面控制点（GCPs）生成的SfM DEM数据与基于RTK移动摄影测量技术获取的RTK-SfM DEM数据差异,重点分析搭载RTK模块的移动摄影测量技术获取的DEM数据在垂向上的精度。数据采集、处理与对比结果表明:在添加地面控制点后的非RTK模式无人机摄影测量生成的DEM数据中,除测量区域边缘照片较少而产生畸变外,大部分地区畸变率较小;基于移动RTK技术摄影测量获取的高程数据畸变率更小,且与非RTK模式无人机摄影结合地面控制点生成的高程数据存在约0.85 m的系统高程误差,减去该误差后,点云对比结果表明二者95%以上的点垂向误差均＜0.05 m;搭载RTK模块的移动摄影测量技术获取的DEM数据在垂向上具有更高的精度,且节省了时间与人工成本。     

震后基于无人机快速三维定位被困人员模型研究

针对震后被倒塌建筑物或滑坡埋压的被困人员进行快速定位问题,在阅读大量相关文献的基础上,以无人机遥感、地理信息空间和三维质心定位技术为基础,采用无线信号RSSI测距模型,配合影像范围内基准影像数据辅助定位,构建震后基于无人机快速三维定位被困人员模型.以红河县城区作为研究区,对城区内特定人员进行三维定位,结果表明该模型定位...     

GPS在山区滑坡变形监测中的应用

山区滑坡的稳定性一直是倍受关注的一个重要安全问题。本文讨论了滑坡位移传统监测方法的缺陷和新型的基于GPS的自动监测技术所具有的独特优势,介绍了适用于山区公路滑坡位移监测的高精度的GPS技术。实践表明,采用GPS技术进行山区滑坡的稳定性监测,具有可操作性更强、精度更高、不受气候条件约束以及高度自动化等优点,能够为预测边坡可能出现失稳破坏的部位和变形破坏时间提供更可靠的监测资料,因而GPS监测技术值得在山区滑坡的变形监测领域中推广使用。     

丹巴县甲居滑坡GPS地表监测阶段成果

本文主要介绍GPS 用于地质灾害滑坡地表监测的技术和方法, 并通过在四川丹巴县甲居滑坡区布设的GPS 监测网的测量, 阐述了在GPS 滑坡监测时, 监测点位选择、监测网布设、数据处理的方法.监测结果表明, GPS 滑坡监测的精度达到毫米级, 完全满足滑坡监测的精度要求.     

高精度无人机航测在2021年玛多7.4级地震地表破裂精细研究中的应用

北京时间2021年5月22日,青海省果洛州玛多县发生M_S7.4地震,震中位于巴颜喀拉地块内部,根据震源机制解和野外地表破裂调查确定发震构造为以左旋走滑运动为主的江错断裂。本研究利用大疆Phantom 4 RTK无人机在震后采集大量地表破裂照片,采用集成SfM（Structure from Motion）算法的PhotoScan软件处理获得高分辨率DEM和正射影像,同时结合野外实地考察对研究区地表破裂的分布特征及断错地貌类型进行详细解译。利用基于MATLAB语言开发的位移测量软件LaDiCaoz,限定玛多地震在研究区产生的左旋走滑位移约为0.4 m。地表破裂精细化解译显示,在左旋右阶阶区发育小规模的挤压鼓包和里德尔共轭剪切破裂,在左旋左阶阶区发育走向为N40°～50°E,宽度达数十厘米的张裂缝带,指示发震构造的左旋走滑性质。本研究为震后基于无人机摄影测量技术快速提取地表破裂的定量参数和进行地表破裂精细化研究提供了可行、高效和科学的技术方法。     

基于ε-SVR的滑坡位移预测

我国是一个地质灾害多发的国家,特别是滑坡发生的次数比较多、危害性比较大。因此对滑坡的位移进行监控预测有着十分重要的意义。对于滑坡位移变化的非线性问题,可以利用支持向量机在回归分析中的方法——ε-支持向量回归机（ε-SVR）进行预测,该方法基于统计学理论,在处理小样本、非线性、高维数等问题上有一定的优势。以福建八尺门滑坡的监测数据为例,将前面的17个位移数据作为学习样本,后面的6个位移数据作为预测样本,采用不同的核函数分别进行位移预测来与原始监测值进行对比,比较其预测精度。结果显示,该方法产生的预测值与原始监测值之间的误差比较小,其位移变化趋势与原始数据的变化趋势也基本一致,这说明该方法预测精度高,实用性强。     

融合无人机DEM的SBAS-InSAR矿区沉陷监测研究——以武安某矿区为例

小基线集合成孔径雷达干涉测量技术(Small Baseline Subset Interferometric Synthetic Aperture Radar, SBAS-InSAR)因其能够减弱时空失相干、大气延迟效应的影响而在矿区监测中应用广泛.然该技术仍需用到外部参考数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)来去除地形相位,故DEM的精度会直接影响其监测结果的精度,而大范围高精度DEM往往获得困难,且成本较高.为在控制成本的同时得到精度更高的监测结果,本文以武安市某矿区为例,将局部高精度无人机点云生成DEM与大范围的航天飞机雷达地形测绘任务DEM(Shuttle Radar Topography Mission DEM,SRTM DEM)相融合,结合融合结果并利用SBAS-InSAR技术和Sentinel-1 A数据进行监测和分析.结果表明：(1)使用融合DEM作为外部参考DEM所得SBAS-InSAR局部矿区监测结果较原始DEM提高了2～3 mm的监测精度;(2)在使用融合DEM所得的监测结果中,不同地物类别上的点有着不同的监测精度,其中农田土路上...     

无人机倾斜摄影技术在地震烈度评估中的应用——以九寨沟7.0级地震为例

以九寨沟7.0级地震为例,通过阐述无人机倾斜摄影技术的相关原理,说明该技术在地震烈度评估中的应用价值。结果表明,使用无人机倾斜摄影技术不仅能够直观地、全方位地展示震害信息,同时,还能对裂缝、滑坡等几何信息进行量测,为烈度评估等提供更加精确的信息。     

GB-InSAR监测大型露天矿边坡形变

对露天矿边坡实时、精确测量可以为边坡治理和预警提供可靠的信息,直接关系到露天矿的经济效益和生产的连续性.本文提出采用地基合成孔径雷达干涉测量技术(GB-InSAR)监测露天矿边坡,和常规测量方式相比,该技术具有高的空间分辨率和测量精度,实现与地形无关的差分干涉技术,能够获得多时相形变图和形变速度图,反映边坡的整体位移趋势,为露天矿边坡的运动历程分析提供了可靠的信息,并通过实验验证了GB-InSAR技术监测边坡的可靠性.     

倾斜摄影空中三角测量结果若干优化方法

倾斜摄影测量技术作为一项新兴的测绘新技术,在各领域中得到了普及,其三维重建有五个关键技术流程组成,分别是影像特征点提取与匹配、空中三角测量、密集点云匹配、三角网构建和纹理映射.其中空中三角测量是最关键技术,如果空中三角测量不成功将导致三维重建失败.通过对影响空三结果断裂、空三结果分层交叉、空三结果弯曲、空三结果水域接壤...     

无人机频率域半航空电磁法三维反演

当前无人机频率域半航空电磁方法(SAEM)成为地球物理勘探中的新兴技术,该方法通过空中无人飞行器测量地面上单个或多个可控源的垂直磁场.本文为无人机频率域SAEM开发了三维反演程序,正演采用交错网格有限差分.由于无人机采集的数据量巨大,因此使用了有限内存拟牛顿法(LBFGS)实现快速的三维反演,以避免计算和存储巨大的灵敏度矩阵.为了提升无人机频率域SAEM的三维反演效果,本文进一步实现了无人机频率域SAEM与大地电磁(MT)的三维联合反演,并对联合反演实施了地震结构约束,结构约束采用交叉梯度法实现.MT可以增加勘探深度,而结构约束可以提高电磁法反演的分辨率.最后通过建立四个理论模型,证明了本文程序的有效性.     

高起伏区无人机摄影测量精度评估?以西秦岭光盖山-迭山断裂为例

经过近10年的迅速发展,无人机摄影测量已成为活动构造研究的常用方法之一。但对于无人机摄影测量的精度评估,尤其是高起伏地区的精度评估存在不足。为此,选择白龙江北岸光盖山-迭山断裂沿线的黑峪寺、化马村,开展无人机摄影测量,并构建正射影像（DOM）和数字地表模型（DSM）,配合差分GPS测绘进行校正和精度验证。通过对比实测控制点和图像提取点分析点精度,通过对比实测剖面与提取剖面分析剖面精度。研究结果表明,未经控制点校正的图像提取点与实测点存在较大误差,水平误差为5～8 m,垂直误差为几十米至上百米,但通过少数控制点校正后,点精度可达20 cm以内;6条实测剖面与提取剖面（提取自控制点校正后的图像）平均垂直精度总体为分米级,即0.16～0.65 m,标准差为0.13～0.69 m,略低于低起伏区的精度,对于测量条件恶劣的高起伏区,该精度是可接受的;异常高的垂直误差常出现在地形突变、低矮植被密集、行走困难等测量条件不理想位置。图像控制点中心点的准确识别、提取剖面线的修正准确性等因素也会影响精度评估的可靠性。