无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害调查中的应用

甘世兴

（新疆地质工程勘察院，新疆 乌鲁木齐 830000）

无人机倾斜摄影测量是一项将航空摄影与地面三维摄影有效结合在一起的技术，其既能够保证摄影的最终效果，也能弥补以往单航空摄影上的不足，能够比较真实地反应出地面情况，从而帮助测量人员进一步优化环境测绘方案。借助无人机低空数据处理技术，测绘人员可以将获取的数据进行立体影像化处理，以适应后续的工作需求。本文则从无人机倾斜测量技术在地质灾害中的实际应用为出发点，进行一个简单的探讨。

1 地质灾害调查分析

地质灾害的本质即受地裂缝、崩塌或者是山体滑坡等因素引发的强烈地质运动、以及因环境剧烈变化而产生的自然性灾害。而在对地质灾害进行调查时，调查人员可以利用遥感技术和地面调查技术获取地质灾害的相关信息，在获取地面数据信息的同时，测绘人员还要对该区域的岩层信息和水文信息一并做好调查，进而对该区域的地质特征做出更清晰的判断，并从根本上掌握该区域受灾害的程度，同时也为防治地质灾害做出重大的贡献。

2 无人机倾斜摄影测量技术分析

2.1 无人机运行原理

无人机的运行原理相对来说较为简单，就是通过无线遥感设置的方式来控制无人机运动，以保证无人机能够按照设置的轨道运动，最终形成一条固定的飞行路线。传统形式下的航空摄影技术只能从垂直角度来采集影像与图片信息，而无人机倾斜摄影测量技术可以采用多种角度对飞行轨道上的信息进行采集，并且还能用正面和侧面两个视角对路径上的图像进行分辨，将多个摄像头进行综合交叉，进而保证采集到的数据与影像信息更为全面，最终满足采集人员对图像采集的要求，这种采集技术可以有效填补传统式的航空摄影的不足之处。

2.2 无人机的性能要求

无人机按照其动力系统可以分为内燃机动力系统和电池动力系统，而从飞行翼上可以划分为固定翼和旋翼。但因为无人机在飞行时产生的振动会影响到最终的成像质量，所以在进行动力系统的选择时电池动力系统的选择等级会优先于内燃机动力系统。但从最终的采集效率和续航时长上来看，固定翼要远远优于旋翼。但从飞行安全方面考虑旋翼又优于固定翼。因为无人机在用途的差别，所以其性能和标准也是千差万别的，因为用于测绘工作的无人机对质量和飞行速度的要求非常高，所以专业类无人机的载重、续航时间、抗风等级方面都有着更高的标准。例如无人机最低载重2kg、多旋翼飞行速度要大于6m/s，固定翼无人机飞行速度要大于10m/s等标准，这些标准也保证了无人机在作业时的安全问题。

2.3 倾斜相机的性能要求

《低空数字航空摄影规范》对摄影所用的相片倾斜角度有着明确的规定：倾斜角度不大于5°，最大不超过12°。而现在的航空测绘软件在不断进行技术改革，其处理能力也已经有了一个质的飞跃。按照这个标准我们就可以划分一个范畴，把倾角15°以下的相片划入垂直摄影这个范畴，将倾角15°以上的相片划入倾斜摄影这一范畴。现如今无人机倾斜摄影测量技术在不断发展，倾斜相机也不再限制相机镜头的数量，而且倾斜摄影测量的本质目的就是为了节省测量时间，以获取到最多角度的影像资料。在对无人机摄影相机的规定标准中，其要求用来采集信息的相机像素不低于3500 万，而且在进行倾斜摄影时不能只对其中一个相机的像素进行要求，而是要对一次性采集到的影像像素进行统一要求。倾斜相机的性能要从像素、作业时间、续航等方面进行标准限定。例如相机的作业时间至少要达到90 分钟，最好能够全天工作，能够快速地应对紧急事件。

3 地质灾害调查中应用无人机倾斜摄影测量技术的优势

3.1 不易受干扰

在一些需要采集信息的地区中，无人机的飞行轨迹不会受该区域和电磁波的干扰，而且还不会受到空管条例的限制，这也大大降低了对该区域中作业区的影响。但无人机如果一直在低空区域飞行，那么电基站和高压线网等设施就会对无人机的飞行路线产生一定的干扰，那么就会使所采集到的影像图片出现残缺失真现象，更严重的还会引发坠机现象，造成严重的财产损失。

3.2 作业灵活性明显

无人机在飞行时对于温度与环境的要求并不严格，而且其作业灵活性极高，可以随时执行飞行任务，并且还能在预定的区域和时间内到达。即使在一些天气环境恶劣的区域，无人机照样可以执行飞行任务，不会受到天气与环境条件的影响。对于凭借外力也难以进入的区域来说，无人机在这时就可以展现自身的优势，利用其可以无视地形天气的优势进入区域进行探测。无人机倾斜摄影测量技术不仅可以提高地质灾害工作的工作效率与速度，还可以有效保障人民的人身安全。

3.3 传递精准度高

在运用无人机倾斜摄影测量技术进行信息采集时，该技术能够将获取到的影像图片资料加工地更为清晰准确，但因为该技术还未完全成熟，所以其自身还是有些不足的。但现如今技术研究人员正在将三维模型技术融入无人机倾斜摄影测量技术中，前者的融入可以有效地填补后者在摄影和测绘技术上的不足，进而提高无人机倾斜摄影测量技术在实际应用中的精确度。

3.4 经济性突出

在现如今的无人机销售市场中，无人机的种类众多且价格不等，相关测绘部门可以结合自身地质灾害调查工作的实际情况来对购买无人机的资金做出预算，在能够有效完成工作任务的情况下尽量减少资金投入。无人机的配件不易受损，而且可以长时间使用，不仅维修简便还有体积小的优势，操作模式也十分的简单，只要对测绘人员进行稍加培训就可以展开户外测绘工作。

4 地质灾害中的无人机倾斜摄影测量技术应用

在发生地质灾害后，无人机倾斜摄影测量技术就能展现其自身的能力了，该技术可以将灾害形成的原因进行系统性的分析，并借助地面调查法和遥感调查法等手段获取关于地质灾害现场的相关资料，对该区域的气象状况、水文和岩层资料做出一个详细的整理，评估该地地质灾害的危险等级并将灾害类别精细化，以便测绘人员进行灾害防治工作。无人机可以根据预先设定好的路径飞行，并通过各个角度对区域的状况进行采集，在确保影像和图片资料的真实度和清晰度的情况下进一步对灾害中心进行定位，最后构建出灾害中心地面结构的三维立体模型。将测量技术与无人机倾斜摄影测量技术结合到一起后，无人机采集到的影像图片资料会更加全面化，拍摄角度会更加丰富，最终达到提高三维立体模型精准度的目地。

5 地质灾害调查中无人机倾斜摄影测量技术的应用表现

5.1 现场调度指挥方面

在进行无人机测量作业时，无人机倾斜摄影测量技术在其中发挥了巨大的作用。在实际应用中，无人机对受灾区域进行实时图像采集后，要将信息及时传输给指挥中心，指挥人员针对采集的图像信息再进行深度分析，力求从最大程度上保障灾害地区人民的生命与财产安全。而无人机倾斜摄影测量技术为防范地质灾害做出了巨大的贡献，同时为灾害信息采集系统的有序运转提供了有力的技术支撑。

5.2 防范性调查方面

在开展自然灾害防范调查工作时，地质测绘部门也可以将无人机倾斜摄影测量技术应用到其中，因为该工作对人力和财力的需求量较为巨大，所以很容易出现工作上的漏洞，同时这也对最后调查成果的总结产生了不好的影响，轻则出现预警失误，重则会直接威胁到人民的生命安全。所以，在这种情况下，灾害测绘部门就要合理利用正侧面结合的摄影方式，客观地对区域图像信息进行采集，科学全面地对不同角度的地面图像做出分析。

5.3 校正三维立体模型影像

测绘人员要合理地利用无人机倾斜摄影测量技术进行工作，并从多方面多角度的情况下对影像图片资料进行获取，在确保影像图片资料数据是完整与准确的同时再进行灾害情况的观察。无人机倾斜摄影测量技术可以将所选地区进行放大，并且能够科学地对地形高度、长度、坐标等数据信息进行测量与收集，以确保地区地面数据信息在整合应用环节中的准确性。

除此之外，三维立体模型是一种十分高效且科学的测绘手段，不仅能将测绘区域进行全方位的建模，还能够有效督促地质灾害测绘工作的准确实施。

5.4 地形图方面

长期以来，灾害地区地形图测绘工作的开展速度都是较慢的，因为地形图测绘工作环节较为复杂，对人力物力的消耗也十分巨大。如果灾害地区的形势太过严峻，那么需要投入更大的成本才能保证测绘作业的顺利进行，而且所需的测绘时间也是非常长的，并需要借助比例尺和各种工具才能完成测绘工作。与传统的比例尺测绘法相比，无人机倾斜摄影测量技术能够对需测地区的地形做出多角度的拍摄，再根据实际需求设置合适的拍摄角度和所采集数据信息的数量，从而设置合理且科学的航拍路线，最终保障灾害调查工作能够正常展开。

6 结语

综上所述，无人机倾斜摄影测量技术属于一种新型的测绘技术，能够在地质灾害调查工作中发挥巨大的作用，为测绘工作提供必要的技术支持。从现阶段来讲，无人机倾斜摄影测量技术尚未完全成熟，所以在后期测绘人员要对其进行完善与创新，以增强其实际应用能力。