分析无人机倾斜摄影在地质灾害三维可视化中的应用

金 辉

（重庆一三六地质队，重庆 渝北 401147）

在现代化建设中，工程建设的数量以及规模均在持续性的增加，而大规模的工程建设虽然实现了现代化发展，但是对地质结构、生态环境等造成了严重的破坏，所以地质灾害发生的频率在不断的提升，灾害规模也在不断的扩大。从我国近年来的灾害分析来看，地震、滑坡、泥石流等灾害的发生日渐频繁，而针对灾害的安全隐患排除和救援工作开展却没有想象的顺利，主要的原因是部分地区的地质结构复杂，会出现频繁的二次灾害，这影响了安全隐患排除和救援的效率和安全。从安全隐患排除和救援实践来看，要实现安全隐患排除和救援效果以及效率的提升，准确掌握区域地质资料非常必要，而无人机倾斜摄影可以实现地质灾害区域的三维可视化，这能够为安全隐患排除和救援工作提供重要的帮助。以下是对无人机倾斜摄影在地质灾害三维可视化应用中的具体分析。

1 系统构建

利用无人机倾斜摄影实现地质灾害三维可视化，需要构建完整的系统，只有在完整的系统中，具体的工作开展才会更加的顺利。就系统的具体构建来看，主要包括了两大部分。

第一大部分是无人机系统。在具体的工作中，无人机的作用十分显著，所以构建完整的无人机系统现实意义显著。就无人机系统的构建来看，主要的内容如下：1） 动力系统。无人机的倾斜拍摄需要持续进行，而无人机的具体工作需要有持续的动力支持，如果失去动力，不仅其工作无法实施，飞行也会停滞，所以需要对无人机的动力系统进行建设。2）控制系统。控制系统建设的主要目的是实现对无人机工作的具体控制，比如数据的采集，飞行路线规划等。通过控制系统的设计，无人机的最终利用效果会提升。3） 数据采集系统。数据采集系统是无人机工作的核心系统，其是实现数据采集工作的关键，所以在数据采集系统，不仅需要拍摄设备，更需要存储设备等。4） 应急反应系统。在无人机的具体工作中，会遇到突发性事件，为了避免工作状态停止，需要对无人机进行应急反应系统的设计，以此来实现系统功能的稳定和持续。

第二大部分是数据采集系统。虽然在上文中提到无人机系统会包括数据采集系统，但是采集系统具有相对的独立性。就独立的数据采集系统而言，其建设需要重视3 方面的内容：1） 采集数据的设备准备。设备是数据采集的重要工具，如果缺少该工具，采集工作无法完成，所以需要准备采集数据的设备。2） 数据校验设备。在数据采集的过程中，受外力的影响，无人机的具体状态会发生变化，在状态改变的情况下进行数据采集，数据信息的准确性会发生变化，所以在无人机状态改变的时候，校验设备会对数据采集进行调整和校验，这样保证了数据采集的准确性和完整性。3） 数据存储系统的建设。存储系统的主要作用是进行数据信息的存储，其对于数据利用有着重要的意义。所以为了保证数据的完整，存储系统的空间要大，存储的规范化和标准化也要提升。

2 数据采集、处理与分析

数据采集、处理与分析是实现数据利用的重要环节，所以需要对这些内容进行具体的分析。以下是基于实践总结的对数据采集、处理与分析的具体讨论。

2.1 数据采集

地质灾害三维可视化的重要依据是数据，所以数据采集的重要性不言而喻。以某次地质灾害区的无人机倾斜摄影三维可视化为例进行分析：此次无人机的航摄区域内最高海拔是460m，最低海拔则为250m。海拔相对高差为210m，具体的航拍范围约为400mX600m。在拍摄的时候，天气为多云的状况，拍摄的时间集中在上午的九点半到十一点半之间。无人机的倾斜摄影航线按照矩形登高进行设计，航拍的高度与地形的最高点有200m 的海拔差距，按照相机内的方位元素进行计算，地面的分辨率设置地面分辨率设置范围为3.5cm～7.2cm。由于灾害区域的高差大，而且地形坡度比较的陡，所以为了尽快的进行数据的获取，采用了66%的旁向重叠以及80%的航向重叠进行拍摄。在拍摄中形成的数据文件通过存储设备进行了自行存储。

2.2 数据处理

数据处理是数据采集之后需要做的重要内容。就实践分析来看，数据处理主要分为三部分：第一部分是数据整理。为了对区域实况有更加清楚的了解，无人机会尽可能多的进行数据采集，所以最终获得的数据资料非常的丰富。这些资料存在着一定的混乱性，所以需要对其进行整理。具体的整理主要是对数据进行分类。数据分类之后，同类型数据在相同的数据库中进行存储，以待接下来的应用。

第二部分是进行数据的关联性分析。从实践研究可知，虽然在每一个采集点采集的数据信息是独立的，但是不同采集点的数据信息资料是存在关联性的，所以在数据分类完成之后，接下来的重要工作辨识进行关联性分析。通过关联性分析，相关数据会被整合到一起，而利用这些数据资料，地质灾害区域的基本地质情况会有初步的显现。

第三步是基于数据之间的关系确定具体因素的相互影响。从三维可视化的具体分析来看，可视化的效果与可视化效果与数据的准确性有密不可分的关系，所以在初步确定数据关联的时候，需要通过数据分析模型进一步的实现数据影响的分析，这样可以构建出更加全面、有效的三维可视化数据模型。

简单来讲，数据处理工作是地质灾害三维可视化的重要环节，如果数据处理存在缺漏，最终的可视化效果也会大受影响，所以需要对数据处理的过程进行全面的了解，还需要对过程细节进行一步步的强调。

2.3 精度分析

基于数据处理的结构构建三维可视化模型，还需要做重要的一项工作就是进行精度分析。所谓的精度分析具体指的是对数据精度以及对模型的表现精度进行分析。从实践研究的角度来看，数据精度的分析主要的目的是确定数据的精度能都满足可视化模型的构建要求，因为当精度要求不达标的时候，可视化模型的具体利用效果会大打折扣，此时对地质灾害区的具体了解效果也会弱化。所以需要对数据精度进行分析。模型的精度分析主要强调的是模型的表现效果，三维可视化模型的精度与其可视化整体程度有显著的关系，精度越高，表现的资料越清楚，人们对灾害区域的掌握越详细，基于详细的资料，安全隐患排除和救援计划的制定和实施也会更加的有效。

总的来讲，精度的分析对于三维可视化模型的具体应用有突出的意义，所以对精度分析的方法、技术以及理念和原则进行全面的讨论与分析，这对于实践的帮助非常的大。

3 结语

综上所述，地质灾害发生后，进行灾害安全隐患排除和救援首先要考虑的是灾害区的安全，否则不但安全隐患排除和救援无法有效实施，还会引发新一轮的灾害。所以在地质灾害的安全隐患排除和救援中，获取区域地质资料有重要的现实价值。无人机倾斜摄影能够对地质灾害区域的基本资料进行收集，还能够基于基本的资料均实现区域的三维可视化，这于区域情况分析与研究有重要的意义，对区域安全隐患排除和救援也有重要的指导作用，所以在地质灾害安全隐患排除和救援中积极的进行无人机倾斜摄影的利用现实意义突出。文章就具体的分析进行讨论，旨在指导实践，实现灾害安全隐患排除和救援安全性的提升。