基于无人机遥感的矿山地质灾害解译

矿山地质环境调查是为了查明在矿产资源开采过程中遇到或者诱发的地质环境问题并对其作出评价和预测。传统的人工地质环境调查方法正面临时效性和安全性的挑战,无人机遥感正是取代人工地质环境调查的手段之一。基于2016年10月在北京市门头沟区的一次无人机飞行获取的数据,使用Pix4Dmapper等软件生成正射影像、数字高程模型以及三维模型,然后对该区进行遥感地质解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、煤矸石堆、其他渣堆的解译标志,形成了一套适用于矿山的无人机遥感的地质灾害解译方法流程,通过实地验证,证明无人机遥感地质灾害解译效果良好,适合在矿山地质灾害监测方面推广应用。     

M5'模型树算法和无人机航拍影像在震后崩塌滑坡分析中的应用——以鲁甸M_S6.5地震为例

利用高分辨率无人机航拍影像,结合基本地质资料,分析了影响2014年8月3日鲁甸M_S6.5地震震后崩塌滑坡分布的主要因素,使用M5'模型树算法建立了崩塌滑坡密度与其影响因子间的分段线性模型,并检验了该模型的预测性能。结果表明,地震诱发的崩塌滑坡分布受断层距、岩土体结构强度、坡度、植被条件等的影响,其中,断层距、岩土体结构强度及坡度等为主要影响因素;崩塌滑坡易发生在结构破裂区及坡度为38°~50°的区域,其分布密度随断层距的增加而减小;利用M5'模型树算法建立的模型体现出崩塌滑坡分布与其影响因子间复杂的非线性关系,模型检验结果显示,理论模型与实际关联函数间的相关系数达到0.88,因此,可利用该模型预测地震诱发的崩塌滑坡的分布。     

断层面高精度形貌对比研究: 基岩区古地震研究的选址

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、物理和化学指标测定等一系列先进技术的发展, 已有大量的研究案例成功地从基岩断层面上提取了古地震信息, 基岩断层面在古地震研究方面的优势被不断发掘。然而, 沟谷等地表过程的侵蚀作用, 也会使得基岩断层面出露。这种非构造成因的断层面, 很容易与构造成因的断层面混淆, 却不记录古地震信息。已有的研究工作, 缺乏对这两种断层面出露方式的系统研究, 更缺少对适合于古地震研究的基岩断层面特征的归纳总结, 这将不利于在基岩区开展古地震研究工作。为了解决这一问题, 选取了山西地堑系的马家窑和南马庄两处基岩断层面, 采用小型无人机航测(s-UAV)结合陆基三维激光扫描(t-lidar)技术, 获取了基岩断层面高精度形貌及周围的三维地形数据, 将断层面形貌特征的定量分析结果与断层坎精细的地貌解译结合, 研究基岩断层面的不同暴露方式下的形貌特征。结果显示, 马家窑基岩断层面受沟谷侵蚀而逐渐暴露, 表面形貌呈现出连续平滑的特征, 不具有地震活动信息。南马庄基岩断层面的形貌显示出明显的阶跃式分带特征, 具有分段出露的特点。结合精细地貌解译的结果, 这种出露特征可能与周期性的地震活动有关, 并识别了两次同震倾滑位移量为3.1 m和3.3 m的古地震事件。最后, 本研究强调了在开展基岩断层面古地震研究时, 选择合适的研究地点的重要性, 对比了构造活动和地表侵蚀两种成因断层坎的特点, 提出了适合提取古地震信息的基岩断层面的特征和识别原则。

     

多旋翼无人机航磁系统误差综合补偿研究

多旋翼无人机磁通门航磁系统以其安全、稳定、高效等特点可广泛应用于中大比例尺矿产资源探测领域,但由于磁通门传感器存在三轴不严格正交,灵敏度、零偏不一致造成的转向差,且系统作业中存在固定场干扰、感应干扰和涡流干扰,需要进行流程繁琐的标定和补偿测试.本文根据实测数据分析出航磁系统机电干扰主要来自机载设备高频干扰,针对机电干扰高频特性设计相应低通滤波器进行误差处理,并基于Tolles-Lawson模型建立仪器转向误差和飞行平台机动误差补偿模型,根据两者结构相似的特点,建立综合补偿模型,该模型简单,实用性强,可通过野外一次补偿测试求取补偿参数进而对工区航磁数据进行补偿处理.最后,将综合补偿研究应用到辽宁省兴城市夹山地区航磁数据,综合补偿后的处理有效去除了航磁数据中的条带状干扰异常,并与地面磁测数据异常形态具有良好的一致性,验证了该研究方法有效性和实用性.     

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...     

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。     

基于卷积神经网络的地铁保护区风险源识别北大核心CSCD

城市轨道交通沿线的风险源识别是防止违规作业导致的安全事故的重要手段。为解决传统识别方法效率低、漏检率高、成本大等问题,本文基于无人机地铁保护区巡检系统,采用卷积神经网络对无人机采集的影像数据进行风险源识别。首先介绍无人机影像获取的流程,并在原始影像数据的基础上,通过数据增强的方式制作多角度、多尺度的风险源数据集;然后使用卷积神经网络建立风险源识别模型,对无人机采集影像中的风险源进行自动识别和定位。试验结果表明,多角度、多尺度风险源数据集的建立进一步提升了模型的识别准确率,且比传统方法具有效率高、成本低等优点。     

基于无人机LiDAR系统的坝控流域地貌形态和侵蚀分区的提取

黄土丘陵沟壑区地貌形态是区域土壤侵蚀的主要影响因素.针对该区典型的淤地坝坝控区,利用无人机LiDAR系统获取淤地坝坝控区小尺度区域三维激光点云数据和可见光影像数据,应用RiPROCESS和Inpho UASMaster软件生成高精度DEM和DOM数据,提取出坝控区地貌形态和土壤侵蚀分区.应用结果表明,无人机LiDAR系...     

无人机倾斜摄影和激光扫描在竣工测量中的应用

竣工测量是城市规划管理、智慧辅助决策的基础工作,随着智慧城市建设步伐的加快,通过传统全野外数字采集方法获取的二维竣工数据已难以满足新时代发展对基础数据三维化的新要求。以竣工项目为例,通过倾斜摄影测量、三维激光扫描技术与传统全野外数字采集方法的对比,在精度、效率指标等方面探讨新兴测量方法在竣工测量工作中的可行性和适用性,旨在为传统二维全野外数字采集技术向二、三维数据采集技术的融合提供参考。     

倾斜摄影实景三维建模技术及其应用现状分析

倾斜摄影实景三维建模技术将传统测量从二维平面提升至三维立体层次,同时也将部分外业测绘工作转化到内业数据处理,极大程度地提高了生产效率.作为一种新兴测绘技术,倾斜摄影实景三维建模技术具有其自身的两面性,本文从倾斜摄影实景三维建模技术原理出发,结合其优点及不足之处,详细阐述分析了该技术在各个领域的应用现状及优化措施.