基于无人机遥感信息的地质解译方法及在地质调查中的综合应用研究

为了更加系统、全面地从无人机航拍资料中提取相关地质信息,让无人机更好地服务于地质调查工作。本文研究了利用无人机航拍影像资料进行地质宏观分析的思路以及基于三维彩色数字地面模型进行地质点、线、面、体等信息获取的工作流程,同时形成了一套利用无人机进行辅助地质调查工作的技术方法。通过在滑坡灾害地质调查实际工作中的具体应用验证了基于无人机辅助开展地质调查工作的可行性和高效性。该方法对如何基于无人机航空地质测绘进行全面系统地质资料的有效获取和地质综合调查具有一定指导意义。     

基于GIS的洪灾遥感监测与损失风险评价系统

洪灾遥感监测与损失风险评价系统,是以RS和GIS为技术支撑平台,由洪水灾害信息接收与采集,洪水灾害模拟和洪水灾害损失组成的较完整的系统,将数据库与模型库集成,当系统接受和采集了实时获取的洪水灾害的遥感监测与常规观测的信息后,通过图像处理与信息融合,能迅速确定洪水灾情在空间和时间上的分布,实时地提供洪水淹没范围并估算经济损失,为专家调度决策、指挥救灾抗灾工作提供科学依据。     

基于GIS的巴东新县城滑坡灾害风险系统

本文提出了基于GIS的滑坡灾害风险预测系统流程。并将滑坡灾害风险评价模型与GIS技术先进的图形处理和空间分析功能相结合,建立了巴东县新县城区滑坡灾害风险预测系统。系统由信息管理子系统、危险性预测子系统、易损性预测子系统、风险预测子系统四大子系统构成。系统在对相关信息进行采集、存贮、检索和管理的基础上,结合物元模型、BP模型等专业预测模型,实现了滑坡灾害危险性、易损性评价,最终取得了滑坡灾害风险分布图,为三峡库区内各县的滑坡灾害信息管理和风险预测提供了新途径。预测成果可为研究区的国土规划和移民工程的顺利实施提供依据和保障。     

MAPGIS组件技术在平硐空间数据管理中的应用

利用MAPGIS组件技术,实现了将隧道施工中采集的多源种类数据信息直接生成MAPGIS支持的平硐图形文件,并且能将平硐的图形信息和隧道采集数据进行连接与同时管理的功能。这充分发挥了GIS管理空间数据和属性数据的优势,合理管理平硐基础空间信息资料,也解决了由手工矢量化和数字化采集等常规方式获取平硐图形信息工作量较大的缺点,以及平硐图形信息(空间数据)与采集的数据信息(属性数据)不能在一般非GIS系统中实现对应连接管理的问题。     

基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统

基于WEBGIS平台,根据浙江省地质灾害大调查和补充调查资料,结合浙江省气象台提供的雨季实时降雨量与降雨量预测信息,建立了浙江省突发性地质灾害预警预报系统。该系统目的在于：（1）建立浙江省突发性地质灾害信息库管理系统,实现对突发性地质灾害点分布和灾情信息的图形和数据一体化管理;（2）建立基于网络或其它通讯方式的滑坡（泥石流）灾害实时预警预报系统,实现与气象部门的连接,根据雨季的实时降雨预报和雨量资料,对浙江省滑坡（泥石流）灾害发生的空间范围进行实时发布。该系统核心是地质灾害预警预报模块,而模块是在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,研究在不同地质环境和不同气象条件下地质灾害体发生的规律,以提高区域地质灾害的预报精度。2004年的5月底到7月初的雨季中进行了试运行,该系统的预测情况与地质灾害的实际发生情况吻合性较好,表明预测方法和模型是基本可行的,且可操作性强。     

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。     

基于GIS的地质灾害信息管理系统的设计与开发

从地质灾害信息管理现状分析入手,针对目前灾害信息管理的不足,采用信息系统实现的关键技术与方法,并依据科学性、实用性和开放性的原则建立地质灾害信息管理系统及基础数据库,并以MAPTNFO作为后台支持,利用VB语言进行二次开发。该系统具有数据输入、查询、数据统计、图形浏览、信息输出、灾害应急预案处理等功能。     

无人机遥感图像及其三维可视化在汶川地震救灾中的应用

在分析了无人机低空遥感影像几何变形原理,对无人机遥感数据进行图像拼接与几何校正,正射精校正等处理后与高精度DEM融合,制作出了研究区景观的三维遥感虚拟动态模型。通过分析三维可视化图像,结合地形资料,对汶川地震重灾区安县荼坪河流域由山体滑坡和崩塌等地貌变化造成的堰塞湖和相关灾害,进行了高分辨率、低空遥感的灾害信息获取和灾情评估。实践表明,在灾害应急和复杂地形条件下,使用无人机低空遥感及其三维可视化技术,进行实地数据采集和信息提取,能够对震后各种实时情景进行精确描述,为决策者提供了准确、详细、及时的第一手资料,从而最大限度地减少损失。     

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。     

加强地灾应急会商系统建设

近年来,国土资源部重大突发地质灾害应急响应体系建设--地质灾害远程会商及应急指挥平台系统,分别在四川丹巴、广安、汶川地震灾区,天津蓟县,湖北襄樊,江苏南京等地质灾害处置现场和矿山地质环境治理现场进行了应用和实战演示,将获取的第一手信息和分析结论实时传回北京后,为国土资源部领导和专家了解灾情、分析论证、作出决策、提出处置建议等提供了有效支撑.     

GIS支持的斜坡地质灾害空间预测系统框架设计

根据斜坡地质灾害研究特点和GIS软件的特点，提出了GIS支持下的斜坡地质灾害空间预测的技术路线，建立了具有不同功能的4个子系统组成的基于GIS的斜坡地质灾害空间预测系统；提出了数据库信息的标准和斜坡地质灾害区域空间预测评价指标体系；讨论了斜坡地质灾害预测及动态监测预测的建模、空间尺度和方法；并利用面向对象的高级编程语言研制开发了该系统，开发了与MAPGIS集成的常用的单体斜坡和区域斜坡稳定性预测模型及斜坡地质灾害工程地质信息非空间数据库和空间图形库。该系统将斜坡工程地质信息数据库与图形库、方法库紧密结合，将斜坡地质灾害区域预测与灾害点稳定性预测评价有机地联成一体。它既可以用作大范围的宏观决策，又可以为单体灾害防治提供必要资料；该系统具有可视性强、传输功能和复制功能强及信息可加工的特点，可达到充分利用资料信息，缩短模拟、评价周期和降低成本的目的；而且结果的可视化便于改善和提高管理部门的管理决策质量，为滑坡治理和城市规划建设提供快速服务。     

分布式基坑监测信息管理与预警系统的研制

针对基坑监测的信息化、集成化、共享化要求,开发了基于GIS的分布式基坑监测信息管理与预警系统。介绍了系统的结构框架,着重介绍了系统实现的功能。在GIS图形可视化技术基础上,系统地实现了区域内多个基坑地质勘察、设计、施工等资料及测点信息、监测仪器、监测数据、周边建筑物等相关资料的全面采集,并在此基础上实现了信息的存储、处理、分析、查询、预测、预警以及成果输出的自动化。系统采用C/S结构实现信息共享与多人协作,在网络环境下可高效运行,为基坑监测提供了一个功能强大的信息平台。     

无人机遥感的滑坡地质灾害监测

由于伊犁谷地特有的地质环境和气象水文特征,滑坡、泥石流等地质灾害频发。无人机遥感技术具有能快速获取高质量、高分辨率遥感影像的特点,借助无人机遥感技术对新源县阿尔善村山体滑坡进行现场扫描,通过采集滑坡后的地表三维点云数据获取数字高程模型(DEM),同时运用栅格空间分析技术,将平滑前的DEM与平滑后的DEM进行栅格运算,定量计算出滑坡土方量为25 422.79 m3。研究成果为当地的地质灾害风险评估、监测预警、排查防治与指挥救援等提供客观、详实的数据资料。     

移动GIS技术在地质灾害数据采集领域的应用研究

移动GIS技术基于PDA(掌上机)及WinCE作为软件运行的软硬件平台,掌上机具有进行野外数据采集的很多独特优势。将这种独特优势与传统数据采集技术相结合,现场采集地质灾害数据,并以数字化技术延伸至野外,从而可有效地解决目前地质灾害数据采集面临的反馈信息严重滞后,采集信息不完整,在数据采集手段上存在的记录内容随意、记录格式不规范及野外使用不方便等问题。该系统采用ESRI的ArcPad Application Builder二次开发软件,对ArcPad进行面向地质灾害数据采集领域的功能定制,使系统集成了GPS或手工定点的空间信息在基础地理底图的显示、地质灾害点属性信息通过友好的界面实现录入及数据的入库以及野外采集到的空间及属性信息与室内ArcGIS软件平台顺畅的数据交流功能,实现了利用移动GIS技术与地质灾害预警预报过程中地质灾害数据采集的全程数字化操作,并摸索了一套完成的工作流程。这种技术的采用有望对传统野外地质灾害数据采集手段带来质的突破。     

基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术

随着地质研究目标精细化和复杂化,地质体表征的尺度越来越小,难度越来越大,已有储层分布及预测的方法亟待改进。基于此,在分析传统野外地质考察局限性的基础上,介绍了无人机装置与倾斜摄影的技术特点,提出了基于无人机倾斜摄影的三维数字露头表征技术,利用无人机采集野外露头模型进行了储层构型分析。研究表明:1）传统野外地质考察至少有七方面的局限性;2）无人机倾斜摄影有明显的创新性和技术优势。采集处理后的数据模型带有三维坐标信息（经度、纬度、海拔）与图像信息,可以准确表征模型中任意位置点坐标和图像,因此,三维野外露头构型分析有了良好的资料基础;3）通过实例分析发现,采集处理后的模型精度高（分辨率约3~5 cm）,对砂体内部结构认识的定量化与精细化程度增高。无人机倾斜摄影技术不仅使数字露头成为现实,也是辅助地质学家进行高效野外考察的可靠技术。     

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。     

GIS支持下的地质灾害实时动态预测评估系统架构研究

论文对基于GIS支持下的地质灾害预测评估系统的架构进行了研究。将数学方法与GIS技术相结合,以目前拥有的大量区域自然环境、地质环境、社会条件、地质灾害信息等基础资料为依托,利用GIS的叠加分析、空间统计分析等模型进行区域地质灾害实时动态预测评估。并通过对灾害点所在区域的评估,获取灾点所在区的基础环境条件,结合灾点特征信息,对正在发生的地质灾害点进行评估,为防灾、救灾提供快速支持。     

基于GIS的斜坡监测预测系统的设计与应用

介绍了基于GIS斜坡监测信息管理、预测系统软件的设计思想和功能。该系统能够全面存储、分析处理、检索与监测有关的测试数据、地质、地物和施工设计信息等资料,并且具有图形可视化、报表制作、监测数据建模及预测等功能;系统采用客户/服务器结构,满足不同层次用户的需求,功能齐全,其总体设计、数据库设计以及系统架构设计合理,有助于实现斜坡工程的监测信息管理和预测评价。     

基于GIS的滑坡综合预测预报信息系统

由于滑坡的复杂性、随机性和不确定性,加之目前的滑坡灾害预测预报理论研究还存在局限性,大大增加了滑坡预报的难度。本文针对目前滑坡预测预报研究中的不足,提出了滑坡综合预测预报信息系统,并对该系统的结构、功能和内容等进行了详尽地设计和开发。滑坡综合预测预报信息系统以G IS为平台,利用智能决策支持系统的理论和方法将以监测资料为依据的滑坡定量预报与以专家经验知识为依据的滑坡定性预报有机结合起来,做到了各取所长,优势互补,实现了滑坡的综合预测预报,提高了滑坡的预报水平。运用该系统不仅可以判断滑坡体的变形破坏机制、目前的稳定性状况和破坏概率,而且可以对滑坡体的变形演化阶段以及滑动时间作出预测预报,从而给滑坡现场工程师的综合判断和决策提供了重要的参考和有关科学依据的实用化工具。     

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。