无人机倾斜摄影测量技术及其工程应用研究进展

为促进无人机倾斜摄影测量技术的发展,详细综述了该技术在工程领域的发展历史、研究现状及热点研究方向等.首先对无人机倾斜摄影测量方法的发展历史、研究现状、技术优点等方面进行了系统的疏理;接着对相机标定方法、图像定位、飞行计划、影像采集、表面三维重建、产品生成等倾斜摄影测量关键技术进行了全面分析;然后了对无人机测量技术在数字城市建设、桥梁检测、滑坡调查、地形图测绘等工程应用的研究进展进行了综合阐述;最后指出了无人机倾斜摄影测量技术的发展趋势和所面临的问题.分析表明:无人机倾斜摄影测量技术能实现大范围、多数据、高效率的地理空间数据采集,在土木、交通、测绘等工程领域具有广阔的应用前景.     

无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体化测量中的应用

传统的农村不动产测量是采用全站仪、GNSS-RTK技术进行的,投入时间长,工作效率相对较低。近年来,随着无人机倾斜摄影测量技术的快速发展,该技术已被逐步应用到农村不动产权籍调查工作中。本研究以广西某农村房地一体化项目为例,将无人机倾斜摄影测量技术应用到农村房地一体化测量工作中,并采用传统测量方法对无人机倾斜摄影测量成果进行精度检核分析。结果表明,采用无人机倾斜摄影测量技术所得到的测量成果达到了《广西农村"房地一体"不动产权籍调查技术细则》提出的三级精度指标要求。研究成果为农村房地一体化项目组织实施提供有益的技术参考。     

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究

为了验证旋翼无人机倾斜摄影测量的可行性及精度,该文以北京市高新区为例,采用旋翼无人机对其进行了倾斜摄影,利用ContextCapture进行了三维实景建模,并采用外业实测控制点、检查点及测量数据对模型的平面精度及测量精度进行了验证,最终对基于旋翼无人机倾斜摄影测量技术进行三维实景建模的可行性、精度及效率做出客观评价,为后期的行业应用提供了一定的技术参考。     

近景像片或影像的摄影测量处理及特点

近景摄影测量随着社会的发展,已经进入了全数字化时代,从而使近景摄影测量技术在文物考古、工程建设、房屋变形观测、井筒和隧道的变形观测等领域应用更加广泛。本文简单介绍一下近景摄影像片的处理特点。     

无人机航空摄影测量技术在大比例尺电力工程勘测中的应用研究

该文分析了无人机摄影测量技术相较于传统航测所具有的显著优势,并以核电项目为例,介绍了无人机航空摄影测量的作业流程和技术方法,对成果精度进行了检测分析。实践表明,利用无人机摄影测量技术进行1∶1 000、1∶2 000大比例尺电力工程勘测是切实可行的,并且具有机动灵活、经济高效,维护成本低等特点。     

基于无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用探讨

倾斜摄影测量技术,是测绘领域近年来新兴的一项高新技术,已广泛应用于城市化三维建模、地形测绘之中。相较传统地形测绘,无人机倾斜摄影测量技术,在成本、效率、成果的多样性、可视化方面,都有显著的优势。运用无人机倾斜摄影技术,在广东始兴县某村进行了1:500地形图测绘试验,结果表明,该技术能满足1:500地形图精度要求,为无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用,进行了有益的探讨。     

无人机摄影测量技术在农村不动产测量中的应用

维护农民合法权益,是“三农”工作的重要保障,而不动产地籍测量工作的质量高低将直接影响农村经济发展,切实关系农民的自身利益。近年来,无人机技术随着科学技术的发展突飞猛进,随之而来的是倾斜摄影测量凭借着无人机作业也在测绘行业内广泛应用,人们越来越熟练和频繁地使用该技术创建真实场景的三维模型。通过无人机倾斜摄影对农村不动产进行测量,探讨了航摄的实施、像控点布设与测量、数据处理与模型构建以及制作数字线划图,为无人机倾斜测量技术的完善提供了经验和参考。     

测量机器人和GPS技术结合在滑坡监测中的应用

滑坡是全球最主要的自然灾害之一,加强对滑坡的监测分析是一项很重要的课题,技术的更新使得滑坡监测有了更进一步的发展。该文基于目前滑坡监测技术方法,分析了GPS技术方法和测量机器人在滑坡监测中的特点,提出了将测量机器人和GPS技术结合的方法来进行滑坡监测,从滑坡变形监测网的布设、滑坡动态变形监测到监测数据处理的技术与方法进行了一定的研究,对我国大部分滑坡监测有一定的借鉴作用。     

倾斜摄影测量技术在城市拆迁测绘中的应用分析

传统的城市房屋拆迁工作,主要是通过实地进行测量,这种方式不但效率低,而且会使得拆迁工作周期长,难以满足房屋拆迁的时效性和现势性。针对传统拆迁测量周期长、效率低、成本高的问题,本研究提出采用无人机进行低空倾斜摄影,利用多角度、高分辨率航摄影像成果进行倾斜摄影建模,得到能够准确反映被摄物体现状的实景三维模型成果,并基于模型快速准确获取建构筑物结构、长度的作业方案,并以实际项目为例,分析了无人机倾斜摄影的作业流程。研究发现,无人机倾斜摄影技术可以大大提高拆迁测量的效率,节省大量工程开支,应用前景广阔。     

影响无人机倾斜摄影测量精度的因素研究

无人机倾斜摄影测量技术是实景三维信息采集的主要技术方法,发展速度快,应用领域广,在结合生产实际的基础上主要从硬件环境部分分析影响无人机倾斜摄影测量精度的因素,同时提出解决方案,为无人机倾斜摄影生产实践提供参考。     

抗环境光照影响的边坡变形摄像监测方法

边坡变形监测是滑坡灾害防治和预警的重要手段,基于图像分析的近景摄影测量方法凭借全场、非接触的优势在边坡变形监测中的应用越来越广泛.而在长期野外监测应用中,环境光照变化对边坡图像的灰度一致性产生很大影响,导致该方法的测量精度受到严重制约,甚至出现测量失败的情况.从环境光照的物理过程出发,深入分析光照变化特征及其对图像灰度的影响规律,提出了一种基于灰度梯度方向特征的图像匹配方法,从而使其具备了抗环境光照影响的能力.室内边坡缩比模型实验和真实野外边坡观测实验的结果表明,该方法可以有效抑制环境光照影响,提升变形测量的精度和稳定性.研究为边坡变形摄像监测提供了一种新的手段,对该方法的实用性发展起到了支撑作用.     

基于无人机影像序列的三维重建方法综述

在总结无人机序列影像重建方法的基础上,基于原理和适用性,将目前的主要处理方法分为两类:1)基于传统航测理论的改进方法,该类方法需要较多的人机交互与质量控制,适用于大范围航迹规则的影像处理;2)基于多视几何理论的方法,该类方法使用类似近景摄影测量的方式处理无人机影像,适用于特定地物或复杂地形区域下不规则航迹采集的影像处理。通过比较不同方法的适用性,详细探讨所涉及关键技术的优势、局限性与改进方法。最后指出,将传统摄影测量技术与计算机视觉技术相结合是今后的研究方向,并探讨了有待解决的关键问题。     

摄影测量与图像识别在滑坡位移监测中的应用

获取地表的变形位移信息对于滑坡灾害监测预警具有重要意义。本文基于摄影测量和图像识别技术提出了一种滑坡表面三维位移辨识方法,通过建立室内滑坡模型,模拟滑带渗水软化与堆载共同作用下滑坡的形成,利用MATLAB软件作为处理平台对获取到的坡体表面图像数据进行三维位移识别,并与全站仪的测量结果作了精度对比验证。试验结果表明,在滑带渗水和堆载的双重作用下,滑坡经历了缓慢蠕滑、上部压缩、整体滑移直至破坏的孕育演化过程,提出的三维位移辨识方法对于滑坡模型在各个变形阶段的三维位移变化均具有较高灵敏度,可识别毫米级的微小位移。利用本文提出的三维位移辨识方法不仅可以精准识别滑坡不同变形阶段的表面三维位移,还可以根据标识点的空间位移结果确定滑坡表面变形位移方向,分析滑坡的变形破坏情况。     

基于InSAR的宁夏黄土丘陵区(西吉县)滑坡隐患早期识别

滑坡灾害突发性强,隐蔽性高,传统的排查手段已无法满足新形势下摸清地质灾害风险隐患底数的要求。随着雷达观测数据精度与质量的发展,合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)成为监测地表变化的有效手段。利用InSAR技术对宁夏黄土丘陵区固原市西吉县进行面状监测,获取了2019年12月25日—2020年1月18日内的形变结果,结合光学遥感影像目视解译对潜在滑坡隐患进行综合遥感识别,共识别出8处隐患点,经实地核查验证,与实际情况吻合。结果表明：InSAR技术在该地区具有很好的适用性,可为当地防灾减灾行动提供数据参考,并为黄土丘陵区滑坡隐患早期识别提供方法借鉴。     

甘肃陇南泻流坡滑坡-碎屑流变形特征与成因机制

泻流坡滑坡位于武都区白龙江右岸滑坡聚集区,属典型滑坡-碎屑流灾害,2020年8—10月高位滑源区发生持续变形破坏,严重威胁坡脚居民生命财产安全。通过详细的地质调查,综合运用位移监测、无人机航拍等手段,详细阐述了滑坡发育特征及变形破坏过程,并对其成因机制进行了分析。滑源区特殊的地形地貌、"碎石土+千枚岩"的二元结构、逆冲断裂的影响是滑坡形成的控制因素,多次地震为滑坡变形提供了结构基础,降雨入渗造成滑带软化、滑体自重增大等导致滑坡变形破坏。变形区主要为滑源区左侧中下部和右侧次级滑坡,经历两次加速变形过程,位移监测曲线呈阶跃型,属蠕滑-拉裂型推移式滑坡。滑坡处于蠕滑状态,亟须开展综合工程治理。     

滑坡灾害短期临滑预报监测新途径研究

由于滑坡灾害的复杂性,迄今为止,尚未形成经得起大量实践验证的预报理论与方法,现仍然是地质灾害学中正在探索研究而未完全解决的难题.通过对滑坡灾害研究史、预测预报、监测技术的分析,认为在滑坡进入加速变形至剧变形破坏阶段,地表及深部监测网点及其设施遭受破坏,无法继续利用“点”式测量方法采集监测数据的情况下,地面三维激光扫描仪可不受干扰独立进行滑坡的“面”式测量,为预测预报滑坡的发生时间提供第一手连续可靠的数据资料,可进一步提高滑坡灾害预测预报的精度.     

基于无人机影像的滑坡地质灾害解译与稳定性评价—以秭归县盐关滑坡为例

2017年10月29日,秭归县归州镇盐关村发生滑坡。为了获取滑坡地质灾害空间信息并查明滑坡产生机理,将无人机航测技术应用于盐关滑坡精细调查中,获取了滑坡区域2.4cm分辨率航摄影像,生成了数字正射影像图、数字高程模型和三维地貌模型;通过对滑坡区域进行解译,识别出该滑坡周围存在一处潜在滑坡体。基于滑坡区域数字高程模型和滑坡体相关物理力学参数建立了GeoStudio数值模型,利用SEEP/W和SLOPE/W模块分别求解了盐关滑坡渗流场和稳定性系数变化曲线,结果表明盐关滑坡主要由库水位升降和降雨联合作用导致。在此基础上对潜在滑坡体进行稳定性分析,表明其稳定性主要受降雨影响,在强降雨条件下极易产生失稳破坏。     

无人机倾斜摄影测量构建悬索桥三维模型与病害检测——以邵阳市桂花大桥为例

为解决大型桥梁病害检测工作存在检测难度大、效率低的问题。以邵阳市桂花悬索大桥为实验对象,利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)搭载单镜头相机,按照“井字飞行”和“环绕飞行”两种航线飞行模式进行倾斜摄影测量构建悬索桥三维实景模型。利用三维模型测绘软件EPS测量悬索桥特征点几何要素,进行悬索桥构件几何参数和病害的检测。实验结果表明：利用无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型纹理清晰,外观效果较好,还原了桥梁的真实形态。利用全站仪实测数据进行精度验证,“井字飞行”和“环绕飞行”两种模式构建的三维模型均具有较高的几何精度。“环绕飞行”模式相对于“井字飞行”模式在作业效率、影像数据量等方面具有明显优势。基于无人机倾斜摄影测量构建的桥梁三维实景模型能发现和定位显著的病害,可为其他工程应用提供借鉴和参考。     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.