无人机倾斜摄影技术在地质灾害应急测绘中的应用

赵红艳，黄雪琴

（江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 336000）

随着城市建设规模的不断扩大，逐渐向城市外围发展，山地的开发造成大量水土流失，逐渐成为泥石流、滑坡等地质灾害的诱发因素之一。此外，随着我国道路交通网络的逐渐完善，临河公路、铁路等的大力修建改善了限制资源流通的弊端，促进了社会经济的发展。同时，基础工程建设形成了大量的临空边坡，使得原来较为稳定的岩土体结构逐渐失稳，在雨水、地震等内、外部因素的作用下极易诱发滑坡等灾害[1]。

因此，如何有效的监测地质灾害是当前亟待解决的问题。传统的航空摄影测量技术无法有效的实现灾害监测，应用效率不高。随着无人机技术以及动态定位技术等的快速发展，无人机倾斜摄影技术以灵活机动的特征，能够在较短的时间内获取灾害区域的三维实景模型，为进一步的灾情评估和重建等提供可靠的地理信息依据。基于此，本文以某地区地质灾害应急测绘为例，讲述无人机倾斜摄影技术在地质灾害应急测绘中的应用效果。

1 基本技术概况

1.1 无人机倾斜摄影测量技术

无人机倾斜摄影测量技术是在垂直摄影测量技术上发展起来的，利用多镜头融合相机获得测绘区域多角度、多方位的航空影像数据。一般来说，多镜头相机包含了5个镜头，分别为1个垂直镜头和4个倾斜镜头，该相机具有使用简单，集成程度高的优势。

通过不同方位影像数据的获取，有效的避免了垂直镜头仅能获取垂直方向影像数据的弊端，提高了测量精度，获取了更加精确的地理信息数据。

1.2 基于实景三维模型的地质灾害应急测绘技术

实景三维模型是以无人机倾斜摄影测量过程中拍摄的航空影像资料为基础制作的三维模型，具有精度高、逼真的特点。

因此常被作为应急救灾时的电子沙盘，为较精确评估地质灾害受灾范围提供可靠的基础资料此外，在应急管理中也具有重要的参考意义，如确定安全点等。因此，将无人机倾斜摄影技术应用于地质灾害应急测绘中具有重要的现实意义。

2 无人机倾斜摄影技术在地质灾害应急测绘中的应用

2.1 技术流程分析

无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害应急测绘中的流程主要包括以下几个方面：①搭建无人机倾斜摄影系统，对无人机航拍影像进行预处理；②多视影像平差、匹配，构建实景三维模型；③地质灾害应急管理分析。具体的操作流程见图1[2]。

2.2 飞行计划制定及数据获取

航拍影像数据的获取是基础，主要包括以下几个方面内容：①航线设计，航线的设计要根据无人机型号、摄影相机型号、地面分辨率、航向重叠度、旁向重叠度等因素综合分析，本次为了提高影像数据分辨率，正射方向采用了相对焦距较短的镜头，最终计算得出Ⅰ区的飞行行高为500m，Ⅱ区的飞行行高为300m；②根据本次测绘区域地形地貌变化特征，将测绘区域分解为两个飞行子区，分别为Ⅰ区和Ⅱ区，设计旁向重叠度80%，航向重叠度为85%；③在确定飞行方案后，采用八旋翼无人机进行航拍影像数据获取，并及时检查每天获取的影像数据质量，直至质量达标为止。

2.3 实景三维建模

由于地质灾害应急测绘具有时间紧、任务重的特点，因此必须在较短的时间内获得精度可靠的实景三维模型，这就使得人工建模无法保障时间要求，必须采用自动化的建模技术。

本次采用Smart3D Capture作为自动建模的软件平台进行测绘区域的实景建模任务，能够在较短的时间内获得逼真的实景三维模型。

由于无人机倾斜摄影技术能够获得测绘区域多角度、多方位的影像数据，因此自动生成的三维模型精度也较高，能够满足地质灾害应急测绘相应精度要求。

2.4 受灾现状分析

展开地质灾害应急测绘的主要目的在于评估地质灾害范围，受灾人数多大等，为进一步制定安置计划、灾害治理等提供支撑资料[3]。

在实景三维模型中，测绘区域内植被破坏较为严重，裸露土地较多，在强降雨气候条件下容易诱发山体滑坡、泥石流等灾害。根据实景三维模型计算出本次地质灾害的受灾面积可达50213.44m2。根据在实景三维模型中划定的地质灾害影响范围边界，本次计算土石方量过程中以最低点所在平面为基准面，最终获得可能发生滑坡或者泥石流的土石方量约为63412.54m3。

为了分析评估本次地质灾害的受灾程度，在无人机倾斜摄影航拍影像资料中就可清晰的看到受灾面积和滑坡规模大小，为评估受灾情况带来了直观的依据资料。此外，通过实景三维模型等建设，确定了本次地质灾害的受灾边界，计算了受灾面积和可能发生滑坡或者泥石流的土石方量[4]。最终认为本次地质灾害受灾情况较为严重，应及时撤离灾区范围内的居民，并安置的安全范围内。

通过三维模型研究，在受灾上游由于发生泥石流灾害，应加强该方面的治理工作。加之该区域强降雨天气较多，再次诱发山体滑坡的概率较大，应及时对可能滑坡的山体进行治理。

3 结语

综上所述，无人机倾斜摄影技术在地质灾害应急测绘中具有良好的应用优势，在今后地质灾害应急测绘中的应用会越来越广泛。

无人机倾斜摄影测绘技术在地质灾害应急测绘中具有响应快、成图快、精度高的优势，能够更加直观的反映灾区基本现状。

将无人机倾斜摄影测量技术与实景三维模型相结合，能够更加直观的反映灾区现状，为指挥救援、受灾分析等提供了可靠的依据，为快速响应和反馈提供了实用的技术方法，因此应该加强无人机倾斜摄影测量技术和实景三维模型技术在地质灾害应急测绘中的应用范围。