基于无人机航空摄影技术的山体滑坡测定研究

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滑坡灾害具有分布广泛、发生频率高、灾害损失严重等特点。我国是世界上受滑坡灾害危害最严重的国家之一,地质灾害的分布有着明显的区域特征,以云南省所在的西南地区最为严重。滑坡测定主要包括滑坡提取、滑坡地形分析和灾害危险性评估这三个范畴,由于灾害发生前不可预测,发生后现场环境复杂等因素使现场测量工作异常困难,传统的遥感影像数据精度不高等制约,滑坡测定技术手段还有很大的提升空间。无人机航空摄影技术具有不受地形限制、不受阴影影响、激动灵活的特点,可以搭载不同的传感器获取相应的遥感数据,相比传统的卫星遥感影像数据,无人机航空遥感影像数据的分辨率也大大提高。为了准确的获取滑坡区域的地形地貌特征、快速精确地判断灾情和合理制定灾后防治措施,本文基于无人机航空摄影技术展开滑坡测定的研究,探索了单体滑坡测定的新技术手段,可为灾害预测及防灾减灾措施制定提供科学依据。本文以云南省禄劝县的两处山体滑坡为研究区,以无人机搭载数码相机和激光雷达作为数据采集工具,滑坡测定的具体内容包括滑坡提取、滑坡地形分析和灾害危险性分析这三部分。在Terrasdid软件和Photoscan软件中处理航空遥感影像数据,在Arc GIS软件中构建TIN生成滑坡滑动面DEM;根据滑坡周围坡地、林地的地表起伏信息用克里金法内插得到滑坡基准面DEM;通过DEM法计算滑坡体积,在Arc GIS软件中基于Cut fill工具计算分别得到了滑坡滑动区的体积和堆积区的体积;基于地形高度的变化定量提取滑坡;根据滑向制作滑坡剖面图、坡度图及坡向图,基于以上分析数据计算滑坡强度,并以此作为滑坡致灾害程度大小的分析依据。经过上述研究本文获得的主要研究结果如下:1、利用地理信息系统软件和无人机数据处理软件,能够成功生成滑坡区域高精度数字高程模型(DEM),分辨率达0.03m,比普通的卫星遥感影像分辨率高,可精细构建出滑坡区域地形起伏变化情况;2、无人机航空遥感影像处理得到高精度的滑坡正射影像、滑坡基准面数字高程模型、滑坡滑动面数字高程模型。基于DEM法计算出滑坡体积,误差率为0.96的结果较为理想;3、基于滑坡规模、坡度、坡向、剖面图这些数据综合分析得到两处滑坡的致灾害强度均较低,团街镇滑坡的致灾害强度略大于普渡河滑坡,其中滑坡规模是滑坡强度的重要影响因素。结果表明基于无人机航空摄影技术获取的影像分辨率高,大大提高了滑坡测定中定量研究的精确度,建立了使用无人机测量和计算滑坡体积的新方法,实现滑坡提取及滑坡地形分析的定量研究;将无人机航空摄影技术用于滑坡测定不仅能够有效的降低野外工作的危险性、降低时间和经济成本,通过对滑坡区域的地形分析对滑坡的致灾害强度判断及制定灾后防治措施提供科学的依据。
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