无人机倾斜摄影测量在地质灾害应急调查与工程地质测绘中的应用

摘要：随着科技的不断发展，无人机倾斜摄影测量技术逐渐在地质领域崭露头角。无人机倾斜摄影测量技术通过多视角影像采集，结合计算机视觉与摄影测量原理，可快速构建高精度三维模型，为地质灾害应急调查和工程地质测绘提供了全新的技术手段。该技术能突破传统方法的局限，实现数据的高效获取与精细化处理，在地质工程领域展现出显著的应用优势。因此，文章深入探讨无人机倾斜摄影测量在地质灾害应急调查与工程地质测绘中的应用，旨在为进一步推动无人机倾斜摄影测量技术在地质工作中的广泛应用提供参考。

关键词：无人机；倾斜摄影测量；应急调查；工程地质测绘

地质灾害具有突发性强、破坏力大的特点，及时准确的应急调查是防灾减灾的关键；而工程地质测绘作为工程建设前期的重要基础工作，对数据的精度和时效性要求极高。无人机倾斜摄影测量技术的出现为地质灾害应急调查与工程地质测绘提供了新的解决方案，它能够通过低空飞行，多角度、全方位采集高分辨率影像数据，并生成三维模型，对提高灾害应对能力、保障工程建设安全具有重要意义。

一、无人机倾斜摄影测量技术原理与优势

1、技术原理。首先，在成像方式方面，无人机倾斜摄影测量是通过在无人机上搭载多个高分辨率相机，从不同角度对目标区域进行拍摄，获取包含丰富纹理和几何信息的影像数据。利用专业的数据处理软件，对这些影像进行空中三角测量、特征点匹配、点云生成等处理，最终构建出高精度的实景三维模型。该模型能真实地反映地物的形状、位置和纹理等信息，为地质分析提供直观且详细的依据。例如，在滑坡或崩塌灾害的调查中，倾斜影像可以清晰展示坡体的纹理变化和裂缝分布，从而帮助研究人员更准确地评估灾害体的稳定性。其次，在数据采集流程方面，无人机倾斜摄影测量技术的数据采集流程涵盖了飞行前准备、飞行过程中的影像采集以及相关参数记录等多个环节。在飞行前准备阶段，要进行详细的航线规划，以确保无人机能覆盖目标区域并满足特定的重叠率要求；还需对相机的参数进行设置，包括焦距、曝光时间、ISO感光度等，以适应不同的光照条件和拍摄需求。在飞行过程中，无人机要按照预设航线进行作业，同时通过搭载的传感器记录飞行器的速度、高度、姿态以及坐标等关键参数，为后续影像的几何校正和三维建模提供必要的支持；无人机倾斜摄影系统还会从多个角度拍摄目标区域，同步存储每个镜头所采集的影像数据，以便后续进行多视影像匹配和建模。

2、技术优势。首先，无人机倾斜摄影测量具有高效性，其可快速覆盖大范围区域，单日作业面积可达数十至数百平方公里，远高于传统人工调查效率，尤其适用于紧急情况下的快速数据获取。其次，无人机倾斜摄影测量具有安全性，在地质灾害应急调查中，无人机可深入危险区域（如滑坡体、崩塌区）进行作业，避免人员直接进入高风险环境，保障调查人员安全。再次，无人机倾斜摄影测量具有高精度，通过专业数据处理，三维模型的平面精度可达厘米级，能满足工程地质测绘对细节数据的需求，准确反映地形地貌、地质构造等特征。最后，无人机倾斜摄影测量能够提供全方位数据，多视角影像采集可获取目标区域的立面、侧面信息，弥补传统垂直摄影只能反映平面信息的不足，更全面地呈现地质体的空间形态。

二、无人机倾斜摄影测量在地质灾害应急调查中的应用

1、灾害快速识别与范围圈定。地质灾害发生后，无人机倾斜摄影测量系统能够迅速到达灾害现场，不受地形和交通条件的限制，快速拍摄大量高分辨率影像，全面覆盖受灾区域，为应急救援决策提供及时、准确的现场信息。例如，在滑坡灾害中，通过对比灾害前后的三维模型，可快速计算滑坡体的体积和滑动距离。

2、灾情评估与隐患监测。基于无人机倾斜摄影测量系统生成的高精度三维模型，可提取灾害区域的地形变化参数（如坡度、坡向、高差），评估灾害的破坏程度（如房屋损毁、道路中断情况）。同时，地质灾害往往具有一定的动态性和不确定性，对灾害区域进行实时动态监测至关重要。首先，无人机倾斜摄影测量可以定期对地质灾害隐患点进行航拍，获取不同时期的影像数据和三维模型，通过多次重复航测，对比不同时期的模型数据，能够监测灾害体的变形趋势，预测潜在的二次灾害隐患，为疏散安置和抢险救灾方案制定提供科学依据。其次，还可以及时发现地表微小变化和地质灾害的早期迹象，如裂缝的扩展、土体的位移等，实现对地质灾害的早期预警和动态监测，为防灾减灾工作争取宝贵时间。

3、应急救援路径规划。无人机倾斜摄影测量技术通过提供详尽的灾害信息，如地形地貌、灾害规模等，为应急救援路径规划、资源调配和安置点选择等决策提供关键依据。在地质灾害发生后，及时获取灾区的真实情况对于制定科学合理的救援方案至关重要。无人机倾斜摄影测量技术采集的高精度地形数据能够快速生成高分辨率的实景三维模型，清晰呈现灾害区域的地形障碍（如断裂的道路、堆积的石块），为救援指挥人员提供直观的地形地貌信息，帮助他们全面了解灾区的地理环境特点，同时结合GIS（地理信息系统）分析功能，为救援队伍规划最优通行路径，确保救援物资和人员快速抵达灾区，提高应急救援效率。

三、无人机倾斜摄影测量在工程地质测绘中的应用

1、地形地貌与地质构造测绘。首先，在工程地质测绘中，地形测绘是基础工作之一，无人机倾斜摄影生成的三维模型和DOM可作为基础底图，辅助识别地形单元（如沟谷、山脊），通过对模型的量测，还可获取地质体的产状（走向、倾向、倾角）、规模等参数，替代传统的人工野外实测，减少野外工作强度，同时提高数据的客观性和一致性，满足工程设计和施工的需求。其次，无人机倾斜摄影测量可详实获取地质构造信息，该技术从多个角度拍摄地物，获取地表的丰富细节和地质构造信息，如岩石的层理、节理、断层等特征。通过对这些信息的分析和解读，地质工程师能够更准确地了解工程区域的地质条件，为工程地质勘察、场地稳定性评价、边坡设计等提供更全面、准确的依据，有助于优化工程设计方案，提高工程的安全性和可靠性。

2、支持地下空间开发与利用。随着城市化进程的加速，城市空间的拓展已不再局限于地表之上，地下空间的开发与利用逐渐成为城市可持续发展的关键领域。无人机倾斜摄影测量技术能高效获取地面地质信息，并通过对这些信息的深度分析，与地下地质资料进行无缝对接与融合，构建的地下空间的三维模型，不仅高度还原地下空间的真实形态，还涵盖丰富的细节与关键数据，为地下停车场的布局规划、地铁隧道的线路设计以及地下商业街的建设运营等地下工程项目提供全方位的科学依据，确保地下空间开发的安全、合理和高效。

总之，无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害应急调查与工程地质测绘中的应用具有显著的优势和广阔的发展前景。它能够快速、高效地获取高精度的地质信息，为地质灾害的评估、预警、治理以及工程地质的设计、施工等提供有力的数据支持和技术保障。未来，应进一步推动技术融合与智能化发展，使其在地质灾害防治和工程建设中发挥更大的实用价值。

参考文献：

[1]李杰.无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害防治中的应用[J].低碳世界，2023，13（4）.

[2]刘宜淋.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].福建建材，2020，12（41）.