時間:2022-12-20 11:30:30
序論:在您撰寫地質條件分析3篇時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的1篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
0引言
物探技術是一種至關重要的地質探測技術,在煤礦生產中占據著關鍵地位。傳統的采煤方法與采煤作業形式具有效率低、安全性低等問題,對作業人員的人身安全造成一定威脅。利用物探技術探測煤礦地質條件,可以為煤礦生產提供數據資料,避免煤礦生產出現安全事故,因此在進行煤礦地質探測時需靈活應用物探技術。
1物探技術簡析
1.1物探技術的概念與發展物探即地球物理勘探,指的是以巖石、礦石或圍巖的物理性質為基礎進行物理場分布及其變化的觀測,從而分析地球內部結構與構造、地層當中的能源,并為災害預報提供依據[1]。物探主要是利用巖石的密度、電導率、磁導率、彈性、放射性以及熱導率等物理性質進行地球內部結構的分析,常用的物探方法有重力勘探法、電法勘探法、磁法勘探法、地震勘探法、地溫法勘探法以及核法勘探法等。人們在二十世紀中后期開始應用物探技術,且物探技術在煤礦開采前勘測工作中的應用范圍十分廣泛,可有效增強煤礦開采的安全系數。
1.2物探技術的應用現狀當前,主要將物探技術應用在煤礦開采與水害治理當中。例如,可以利用電法勘探技術與瞬變電磁法勘探技術處理水災害;可以利用地震勘探技術、坑透技術與超波技術進行地表與地質結構的勘測;也可以利用三維地震動態解釋系統分析物探技術在煤礦開采中的應用效果。
2物探技術在煤礦地質探測中的作用第一,在進行煤礦開采前需進行地質探測,便需要利用地面高分辨二維地震勘探法、電法探測法等方法進行地質探測,這樣在后續進行煤礦開采設計時便可以獲取大量的煤礦開采區域的地質數據信息。第二,在安裝大型超千噸綜采設備之前,需要明確和控制開采區域中的地質異常體,例如小褶曲、小斷層等情況[2]。若存在這些地質異常體將會嚴重影響煤礦開采的效率與安全性,甚至會引發水災害。而應用物探技術可以及時發現這些地質異常體,有利于異常體的控制與開采計劃的優化。
3常用的物探方法與物探技術
3.1物探方法為了解決煤礦開采中的問題,提高煤礦開采的質量,增強煤礦開采的安全性,我國在不斷研究新的物探技術,為煤礦地質探測提供技術支持。在煤礦地質探測中常用的物探方法有很多,按照探測空間可以將物探方法分為地面物探法、礦井物探法與測井法等。其中,電法勘探法、地震勘探法、磁法勘探法等方法屬于地面物探法;礦井物探法有電法、磁法、地震法、放射性法、巷道重力法以及紅外線遙測法等;測井法包括熱測井法、電法測井法、聲波測井法、放射性測井法以及磁測井法等[3]。按照物理場可以將物探法分為地震法、地熱法、磁法、重力法、電法、放射位法等。例如,重力勘探法是重要的物探方法,主要是根據組成地殼的巖體、礦體之間的密度差引起的地表的重力加速度值的變化進行地質勘探,其理論基礎是牛頓的萬有引力。而磁法勘探法也是常用的物探方法,主要是根據巖石與礦石不同的磁性產生的不同磁場進行地質勘探的,不同的磁場可以使局部區域出現變化,繼而出現地磁異常,便可以進行地質探測。
3.2物探技術在煤礦地質探測中常用的物探技術有高密度數字三維地震技術、三維地震疊前偏移處理技術等,這些技術當中都應用了信息技術等先進技術,有效提升了物探技術的信息化水平與智能化水平。第一,高密度數字三維地震技術。該技術涉及到了多種技術,例如高密度數字三維地震采集技術、高密度數字成像技術與三維地震精細解釋核心技術等,是一種較為先進的物探技術。其中,高密度數字三維地震采集技術具有小道距、小面元與高密度采樣;全方位觀測;高覆蓋次數;連續采樣減小采集腳?。粦脭底謾z波器(如DSU3檢波器)等特點。相比于普通的檢波器,數字檢波器實現了信號接收與信號傳輸的數字化,具有較強的抗干擾能力,在動態范圍、抗電磁干擾、高頻響應等方面中具有較大的優勢(模擬檢波器與數字檢波器的振幅與相位特性曲線對比如圖1所示)。高密度數字成像技術也涉及到了很多技術,例如三維子集噪音衰減技術、全空間噪音壓制技術、全頻帶去噪及高頻信號保持技術、同相疊加技術等。三維地震精細解釋核心技術包括地質構造地震精細解釋技術、煤層厚度與煤層頂板巖體力度參數估算技術、煤層頂底板富水帶與煤層瓦斯富集帶地震預測技術、煤層沖刷帶精細描述地震技術等??傊呙芏葦底秩S地震技術的小斷層識別能力相對較高。例如,在進行某煤礦地質探測時應用高密度數字三維地震技術進行小斷層識別。在斷距超過2m時,其識別準確率能夠達到85.17%,但是當斷距小于2m時,其小斷層識別能力相對較差(如表1所示)。第二,三維地震疊前偏移處理技術。
三維地震疊前偏移處理技術具有多重功能,例如可以對時間偏移進行處理,也可以對深度偏移進行處理。首先,利用三維地震疊前時間偏移處理技術可以提高資料信噪比、振幅恢復與能量補償,可以進行疊前時間偏移成像,也可以進行疊前時間偏移之后的去噪處理。其次,三維地震疊前深度偏移處理技術的關鍵在于疊前深度偏移成像處理,在成像處理過程中需要做好高質量疊前時間域道集準備工作、構建速度-深度模型、應用克希霍夫積分偏移算法。總之,在煤礦地質探測中應用三維地震疊前偏移處理技術可以有效增強成像的準確性,將橫向分辨率控制在合理范圍內。同時,應用這種技術也可以準確反饋地質構造當中的異常情況。第三,屬性本解釋技術。相比于其他技術,屬性本解釋技術的重要意義主要體現在可準確分析地震反射波的情況,例如可以分析地震反射波的頻率、地震反射波的能力等各方面情況,從而獲取地震屬性數據體。技術人員可以利該技術獲取地質小型結構的剖面圖,且剖面圖的解釋精度比較高,可以為后續的煤礦生產奠定基礎。第四,巖性反演資料處理及解釋技術。技術人員可以利用該技術提升地震剖面的縱向分辨率,并降低地震反射波的檢測難度,從而為含水層富水情況與煤層瓦斯分布情況的分析奠定基礎,為后續煤礦開采計劃的制定提供依據。巖性反演技術主要是利用已知的地質信息與測井資料反演地震資料并進行波阻抗資料的推算。同時,技術人員可以在波阻抗剖面上標定通過鉆井獲取的地層變化信息,為反演出的地層波阻抗賦予地質含義,在后續就可以準確描述煤層的厚度、深度以及巖性等參數[4]。巖性反演的結果會受到多種因素的影響,例如原始資料的質量、子波的影響、合成地震記錄的質量以及地質模型等。在進行巖性反演時應當重構巖性特征、對測井數據進行規格化處理、標定巖性、構建初始模型,最終進行三維測井約束反演。
4在煤礦地質探測中應用物探技術的策略
4.1在水災害防治中應用物探技術的策略在開采煤礦之前,需要利用物探方法探測水文地質數據,從而增強煤礦生產的安全性,有效防治水災害,增加煤礦企業的經濟效益。物探技術在水災害防治中發揮著重要作用。首先,技術人員可以利用物探技術探測礦井的水文地質問題。例如,技術人員可以利用物探技術探測開采面底板的隔水層厚度、隱藏的導水通道、老窖積水區的情況、含水層的富水性與陷落柱的富水性等,且探測準確率比較高,可以達到90%以上。其次,技術人員可以利用瞬變電磁超前預測系統對開采區域前的含水構造進行預測,預測準確度也非常高。
4.2在地質災害防治中應用物探技術的策略煤礦地質探測的技術手段有很多,而物探技術的效果相對較好,可以減少地質災害的發生。在進行煤礦開采時很容易出現礦井頂板與突水現象,會對采礦工作與作業人員造成威脅。利用物探技術可以有效勘測煤礦開采區域的地質水文情況,從而掌握開采區域的瓦斯層、含水層、內巖層、斷層等各方面情況,了解開采區域的地質構造,科學制定施工計劃。物探技術在地質災害防治中的應用主要體現在以下三個方面。第一,在地質災害防治中應用相干體與方差體技術。相干體與方差體技術主要是利用三維資料中的CDP電信息進行常規抽線解釋,在解釋過程中不會出現將小斷層遺漏的情況。在三維成像當中,技術人員分析地下斷層情況時可以應用數據切片與透視等方式。相干體與方差體切片對斷層十分敏感,技術人員便可以利用這一技術準確分析斷層的情況[5]。技術人員可以利用常規剖面圖進行斷層的顯示或調整,之后再利用該技術進行閉合調整,從而在地震反射層當中分析斷層的情況。第二,三維地震勘探法在采礦區構件機理分析中的應用。在煤礦開采過程中,可能會出現突水情況,若不及時處理可能會引發煤礦安全事故。為了解決這一問題,技術人員可以利用三維地震勘探法探測煤礦開采區域的地質情況。在探測之前,技術人員需要充分了解煤層表面的水文狀況,并分析抽水孔數據,為后續探測工作奠定基礎。完成這些工作之后,技術人員可以利用該技術對煤層頂板砂巖的含水厚度以及含水深度進行探測,同時需要探測煤層的深度、煤層的結構變化情況,之后根據探測結果制定煤礦開采方案,增強煤礦開采的安全性。第三,在地質災害防治中應用等時切片技術。技術人員可以利用該技術顯示某一刻三維數據體當中包含的地震信息,從而掌握不同地質層位的分布情況。等時切片中的水平切片上含有同相軸,其強度可以反映反射波的強度,其錯開大小可以反映斷層斷距的大小[6]。同時,水平切片的小斷層分辨能力相對較強,優于垂直時間剖面的小斷層分辨能力。
5結語
科學應用物探方法可以保障煤礦開采工作的正常開展,常用的物探方法有磁法、放射位法、電法、地熱法等,常用的物探技術有高密度數字三維地震技術、三維地震疊前偏移處理技術等。為了充分發揮物探技術在煤礦地質探測中的作用,應當將其應用在水災害防治與地質災害防治中,為煤礦開采提供數據信息。
作者:王澤 單位:晉能控股煤業集團和尚嘴煤業有限公司
地質條件分析2
我國地貌廣闊,地質地形極其復雜,加之近年來地質活動越發頻繁,對地質測繪技術和儀器都提出了新的要求。因此,我國也越來越重視地質災害的監測工作,不斷投入大量資金到地質監測方面的工作上。隨著科技的不斷創新,各種測繪技術層出不窮,遙感測繪技術由于有效性強、測量效率高等優點,成為地質災害治理中的重要手段?;诖耍疚膹倪b感技術概念出發,闡述了遙感測繪技術在地質災害治理方面的價值,并提出了一些關于遙感測繪技術的應用和創新策略,希望能為相關工作提供參考。
一、地質災害概述
地質災害是指由人類活動、地殼運動等一些因素導致的地質災害事件,這類災害一般具有不確定性和無規律性,比如泥石流、滑坡、水土保持等。加之我國疆土幅員遼闊,地形地勢也很復雜,因此,更增加了相關人員對地質災害檢測的難度。隨著科技的發展,越來越多的監測技術被用于地質災害的治理中。其中,遙感測繪技術由于監測準確、信息量大、效率高等特點,深受相關工作人員青睞。遙感測繪是指通過地面、航空等平臺上的各類傳感器,對地球等星體進行地圖等圖形繪制的技術,該技術的出現大大提高了工作人員對地質災害治理方面的效率。但對于不同的地形,相關人員必須不斷提高自身的業務能力,加強遙感測繪技術使用方法的創新。
二、遙感測繪技術概述
遙感測繪技術通過遙感設備接收地球表面物體通過反射或散射后發射的電磁波,并通過這些電磁波發送的信號進行測繪。在衛星軌道設計時,首選接近圓形,從而保證遙感設備測繪后得到的圖像與實際的比例比較一致。遙感測繪主要通過框幅式相機和CCD攝像機,衛星飛行越接近南北極,越能大量獲取地球信息,而當和太陽越接近,就能獲取地面上不同地區的圖像,并且這些圖像都具有相似的太陽輻射條件,這就為工作人員進行數據對比提供了便利。人造衛星承載著測繪儀器在飛行過程中,飛行方向和軌道相互重疊,獲取重疊的立體影象出現的同時,也可以對地面點高程和地形進行測繪。其中,紅外遙感中的近紅外波長約為0.75~3.0μm;遠紅外波長為6.1~15.2μm;中紅外波長為3.1~6.2μm。近紅外具有可采用感光膠片的作用,中紅外和遠紅外因其可在白晝和黑夜進行工作,通常被用于地下水源探測、生物量探測、夜間偵查等的工作中。紅外遙感的工作波長是0.75~14.9μm,它利用其自身的敏感原件測量地球上物質的紅外輻射能量,從而獲得相關影響并進行繪制。比如,圖1中的影像就是通過遙感測繪技術獲得的某水庫的地質情況。而衛星遙感主要用于專業圖像的繪制方面,微波遙感工作波長為1~1000㎜,利用雷達、散射計等發射微波后可接收來自地表的回波信號,從而展開地面物的探測,它可以全天候工作,隨時測繪地球表面以及下淺層物質的影像,這是可見光紅外遙感沒有的優勢。
三、地質災害的相關概述
(一)地質災害的特點地質災害的特點主要有漸變性、季節性、突發性等。地質災害的漸變性,最典型的地質災害就是水土流失,它是通過漫長歲月積累而逐步形成的一類地質災害??梢哉f,這類災害在地質活動中是無法避免的,再好的保護措施也只是對其形成緩解,水土流失還會引發其他地質災害。地質災害種類繁雜,嚴重威脅著人們的生活和財產安全,海嘯、山洪等甚至嚴重破壞了人類生存的家園,很多破壞是不可逆轉的。地質災害的另一個特點是季節性,夏天多發的洪災、冬天的雪災等,不同的地質災害對地球的破壞程度也不同,地球上很多大型地質災害都和季節有關,一些特殊的地質環境由于季節因素的影響,常常容易發展成為重大的地質災害。經常長久探測,相關人員發現地質災害在夏季發生概率最大,種類也最多。降雨量無論多寡都容易引發地質災害,因此,地質災害也和降雨量有關。我國北方降雨量少,所以關于強降雨的地質災害比較少,而南方降雨量大,往往更容易引發地質災害。此外,地質災害還具有突發性的特點,最典型的代表就是地震。這些地質災害只能小范圍地進行探測,具體哪一天會發生,人們是無法預測的,一些山體和地質相互作用形成的泥石流、滑坡等也是無法預測的,這些地質災害通常都是突發的。
(二)地質災害監測的必要性地質災害監測不僅僅用于災害發生前,在災害發生后的監測依然重要。遙感測繪技術可對已經被地質災害破壞的地區進行檢查,相關人員通過監測報告確定災害的危險性,這樣更有利于地質災害的治理。通過提前監測地質災害,人們可以對一些具有季節性、漸變性的地質災害進行提前處理和預防,進而保護人民的財產和安全。地質災害監測的必要性還體現在提前監測到地質災害,能夠對人們的財產和安全進行保護,因此,國家相關部門要充分利用一切監測技術,對地質災害頻發的地區提前采取預防措施,最大限度地降低地質災害對地球生態環境的破壞。
(三)遙感測繪技術在地質災害治理中的作用首先,能為抗災治災應急措施創造及時的信息支持,通過遙感測繪技術,相關人員可以根據測繪影像提前分析出地質災害的類型和等級,并通過影像模型建立,讓救援部隊及時掌握災害情況,在最短時間內做出有效的救援;其次,能促進國家自然災害的數據庫建設,通過遙感測繪技術,相關人員能夠遠程監控國內氣象及衛星遙感信號,衛星可直接將信息反饋給監測系統,從而幫助相關人員準確預測災害信息。遙感測繪技術能夠反映出災害地區的形態和色調,相關人員通過這些信息可以及時掌握地質災害的程度、受災范圍,從而更準確地判斷。
四、遙感測繪技術在地質災害治理方面的應用創新
(一)用于分析災害原因相關人員可利用遙感測繪技術及時探測到地質災害產生的原因,并通過具體的防護治理措施對地質災害進行監管。天氣惡劣時候最容易發生地質災害,因此,相關人員可利用氣象衛星遙感測繪技術監測不同時段的降水量,還可以利用遙感測繪技術開發地表的衛星監控系統,通過電磁波發出的信息分析地表和地下的地質特征,這樣能夠幫助他們對地質災害作出提前預判。通過對地質災害的管理,能夠及時保護人們的生命、財產安全,通過遙感測繪技術,可以探測到地質災害隱患點的地質情況,經過數據分析,能夠推測出地質災害發生的根本原因。
(二)用于災區合理劃分地質災害危險性極高,很多災害都能在短時間內對人們的財產和生命造成嚴重破壞,這種破壞力度極強、范圍極廣,比如滑坡、泥石流等。因此,對這些地質災害采用遙感測繪技術進行探測分析,可以將災害發生的時間和相關數據進行系統分析,對信息進行總結、歸納,方便工作人員對類似地區的地質災害進行預防、檢測。比如,表1就是工作人員利用遙感測繪技術對某地區山體滑坡統計出的受災面積等相關數據。工作人員依據這些數據,能夠準確地分析出當地的地質變化情況,了解地質災害的規模和發展趨勢。同時,工作人員可根據遙感測繪技術測出的數據,對災區進行合理劃分,從而對災情進行救援以及有針對性的研究,提高地質災害的治理效率。
(三)用于地質災害監測通過遙感測繪技術,能夠幫助相關人員根據圖像顯示的內容,對不同區域的地質災害情況和形態進行有效檢測,從而準確分析災情。通過遙感測繪技術測出的數據,可以更加明確地分析地質災害的成因,測評災害等級,在地質災害到來之前建立起嚴格的防護系統,最大程度地減小災害的破壞力度,降低災害對生態環境的影響。另外,地質災害的預測和防治工作與人們的生活是息息相關的,目前,相關人員通過衛星遙感測繪技術,能夠對各個地區的降水量實行全面檢測,還能夠對各地區的地標等進行深入探測,從而對地質災害進行更深入的分析。這樣,相關人員就可提前預防洪水災害。目前,我國在這方面已經取得了不錯的成績。無論何種地質災害都會嚴重威脅人們的安全,因此,相關人員必須要合理利用遙感測繪技術,對不同的地質災害進行嚴密監測。
(四)用于地質災害治理
1.對泥石流的治理泥石流發生后,工作人員很難以航拍的方式對災情作出準確分析,但是遙感測繪技術卻能夠助其準確測定災害的范圍和受災程度,為相關人員治理泥石流災害提供了更多便利,最大程度地減輕泥石流造成的危害。一般而言,泥石流通常是伴隨著滑坡發生的,這是因為滑坡會產生大量洪水,繼而形成泥石流,泥石流發生時往往會暴雨交加,因此,遙感測繪技術在泥石流治理方面顯得更加重要。
2.對滑坡災害的治理在對山體滑坡災害進行治理時,工作人員通過遙感測繪技術對坐標位置和地形展開測量,從而將災害信息轉變成數據信息,并將遙感設備連接計算機,輕松通過計算機獲取災害數據。這樣,工作人員可通過計算機計算出相關數據并整理分析,從而準確判定滑坡的危害指數。遙感測繪技術在治理滑坡方面比傳統的治理方法更具優勢,因為它的探測更加準確且呈現數據化。對于滑坡這種嚴重的地質災害來說,其危害性僅次于地震,因此,更需要遙感測繪技術的支持,讓相關人員預判滑坡產生的危險,并分析其出現的原因,制定出針對不同地區滑坡的治理方案,最大限度地減小滑坡造成的危害和損失。
3.對水土保持方面的治理
水土保持關乎我國生態資源可持續發展,因此,相關人員必須好好利用遙感測繪技術。自然界中重力、風力等因素都會導致水土流失,小范圍的水土流失雖然不會造成嚴重的人身財產危害,但是,如果不及時控制這類小范圍的水土流失,后果也會很嚴重。預防水土流失有利于控制滑坡、泥石流的產生,因為這些都是水土流失的后遺癥。遙感測繪技術在治理水土流失方面可大大節約人力、物力,幫助相關人員第一時間掌握水土流失的數據資料,并幫助他們更快地計算出土壤坡面流失情況,從而采取有效的應對和治理措施,更好地保障人們的生產和生活。
五、結束語
綜上所述,地質災害治理工作非常艱巨,相關人員必須不斷精進自身的業務能力,準確了解地質災害的形成原因和區域,制定完整的治理措施。遙感測繪技術在滑坡、泥石流、水土保持等地質災害的治理監測中能夠發揮很好的作用,這項技術可用于地質災害的預警、監測、評估等方面,為相關技術人員治理地質災害開創了新的局面。相關人員應利用遙感測繪技術,加大對地質災害的監測力度,同時不斷創新這項技術在地質災害治理方面的應用,通過不斷探索和研發,最大限度地優化和改革地質災害的治理工作。
作者:趙珽 劉文 單位:青海省第三地質勘查院 青海省第二地質勘查院
地質條件分析3
2021年1月~8月,江西省共接到地質災害災(險)情報告191起,造成直接經濟損失549.62萬元。災害類型包括,滑坡、泥石流、崩塌和地面塌陷等,災害規模分中型和小型[1]。其中大部分是由于不規范煤礦開采、隨意土方開挖、生態植被破壞等行為導致的地質生態環境變異,造成采空坍塌、山體開裂、水土流失,繼而發生滑坡等地質災害[2]。地質災害普遍存在爆發周期短、破壞性強、成因復雜等特點,傳統測繪和監測方法無法做到時效性和直觀性的有效統一,在地質災害突發時難以為災情動態監測和提供有效保障[3]。無人機依靠其非接觸特性和靈活性,可以深入受災區域,利用傾斜攝影技術為地災應急提供快速、可靠、直觀的三維模型數據[4],實現地質災害應急管理、地質災害評估等任務,為災后重建提供基礎地理信息依據。無人機航攝綜合運用了無人機飛行器、遙感、數據傳輸、GPS定位等技術,憑借這些技術使無人機遙感可實現全自動獲取大量的空間地理信息,并對這些信息進行數據處理、建模和應用分析。無人機遙感以無人機作為空中平臺,使用遙感傳感器獲取信息,使用計算機對圖像信息進行分析處理,并按一定精度要求制作成圖像[5]。目前,無人機根據空中平臺搭載的數據傳感器不同,可將無人機航攝分為普通攝影測量、傾斜攝影測量和激光雷達測量。地災點一般發生在山區,傳統的航空攝影技術對機場和天氣等條件的依賴性很大,因此作業成本較高,且航攝周期也較長。無人駕駛飛行器尺寸小巧,攜帶方便,機動性強,且作業時對起飛場地依賴性小。無人機機動迅速、飛行準備時間短、飛行速度快并能迅速抵達監控范圍,運用傾斜拍攝技術,在短距離內為救援人員提供了迅速、安全、直·131·觀的三維實景數據模型。傳統的地質災害解譯是利用遙感影像簡歷遙感解譯標志,進行人工判讀解譯,影像質量對解譯精度有直接的影響;三維實景數據模型能直觀重現地質點原貌,為地質災害解譯提供三維實景數據模型。
1無人機航攝技術在地質災害中的應用實例
1.1無人機航攝流程
(1)準備工作收集航測區域的相關資料,研判影響飛行的主要要素的情況;進行實地踏勘,收集現場地理環境及地貌特征;野外踏勘后,利用航測區域的高分辨影像,結合野外踏勘獲取的正射影像,對于航測區域進行分區、分塊討論,明確飛行基本參數和制定軌跡航線,繪制分區測量的線劃圖。航攝分區盡可能為矩形,航線沿矩形區域長邊方向敷設,實際飛行范圍應超出任務范圍外一個航帶。(2)像控點測量根據測區影像和踏勘結果,內業就可以將像控點的數量和圖上分布位置進行布設,并優化像控點分布。野外像控點布設后,使用RTK進行像控點測量,保證RTK的坐標系統與無人機坐標系統一致,像控點布設和像控點測量可以同步進行。(3)航空攝影內業必須根據成圖精度要求、航測區域特征等因素,對航向重疊率,旁向重疊率,飛行具體區域等進行設計,其中分區內地形高差小于1/2航高,航向重疊度大于75%,旁向重疊度大于40%。在充分考慮航測區域地理位置、氣象氣候等因素影響的前提下,進行外業進行航攝測量。(4)內業成圖航攝相片在現場初步整理和檢查的基礎上,需進行預處理校正。利用處理軟件ContextCaptureCenterMaster進行空三加密。包括添加點云數據,添加連接點和控制點,根據需求可生產DOM、DSM、DEM和三維數據模型數據。(5)圖像解譯根據項目需要,對三維數據模型中的數據進行圖像解譯,從三維數據模型上可識別目標,定性、定量地提取出目標的分布、結構、功能等有關信息,也可進行包括坐標、高程、高度、長度、面積、體積、角度等的參數量測。
1.2應用實例
(1)項目區概況樂平市鸕鶿鄉位于樂平市東南腹地,山地眾多,饒河水系樂安河穿境而過,煤炭等礦產資源豐富,由此引發的不穩定地質因素長期存在,汛期極易引發滑坡、泥石流、崩岸等地質災害,屬地質災害多發區。2021年6月,由于連續降雨,鸕鶿鄉政府組織相關部門對轄區內相關山區、陡坡等重點地質災害易發地段進行了排查,共查明10余處地質災害點,并現場豎立警示牌及劃定避災點。為研究鸕鶿鄉倪家塢村大唐塢組地災點對附近房屋及村莊的影響,鄉政府決定對倪家塢村大唐塢組進行無人機航攝。(2)無人機航攝情況受當地政府委托,航攝作業團隊采用傾斜攝影測量無人機開展受災區域的災情測量工作。六旋翼無人機系統采用折疊式結構設計,搭配一個垂直和四個傾斜鏡頭的五鏡頭組合,傾斜相機的角度在20°~30°之間,相機型號為SONYILCE-QX1。綜合考慮航攝區地形起伏情況、交通條件以及植被覆蓋等,規劃航線18條,如圖2、表1所示。本次航攝像控點共9個,均勻分布在航攝區內,隨機選取檢核點2個;共飛行2架次,拍攝影像數量1535張,航攝覆蓋面積為0.29km2。(3)成果及解譯通過ContextCaptureCenterMaster處理軟件,可直接對地災點三維模型進行包括坐標、高程、高度、長度、面積、體積、角度等的量測。航攝區域檢測發現地災點一處,具體參數為坡向340°,坡度約70°,坡寬45m,坡高6m,自然斜坡高度50m,坡度約35°,規模為95m3,根據相關信息,判定此處地質災害規模為滑坡中型。同時運用遙感影像解譯技術可獲取地災點位于山腳下,成因為切坡建房。地災點植被已破壞,主要災害類型為滑坡,局部因強降雨發生泥土滑坡,承災體為2棟磚混民房。當前滑坡體為不穩定狀態,變化趨勢不穩定,在強降雨情況下,有繼續發生滑坡的可能。具體地災點信息如表2所示。
2精度分析
通常傾斜攝影三維模型的建模精度與影像分辨率直接相關,一般建模精度為影像分辨率1/3左右。為了驗證模型的精度,利用GPSRTK在測區外業實地測量隨機選取8組檢核點,并從實景三維模型中提取對應檢核點模型坐標,根據中誤差計算公式分別計算其平面及高程中誤差,具體誤差如表3所示。根據《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測量數字化測圖規范》(GBT15967-2008)要求,1∶500的平面中誤差限差為0.3m,1∶500的高程中誤差限差為0.2m,所以本項目航攝成果能夠滿足1∶500比例尺測圖要求。
3結語
無人機航攝技術已日趨成熟,通過對樂平市鸕鶿鄉倪家塢村大唐塢組地災點進行無人機航攝應用實例研究充分證明了傾斜攝影技術在地質災害應用中的可行性及可靠性,無人機航攝技術應用于地質災害,提高了災情的監測能力,提升了預警監測水平,豐富了地質災害防治數據來源,可為突發地質災害提供災情的動態監測,并能為應急處置提供有效保障。
參考文獻:
[1]江西省礦產資源保障中心.2021年1-9月省地質災害通報[EB/OL].2021-10-08.
[2]鄺樂音.江西省地質災害與防治建議[J].江西煤炭科技,2003(4):29-30.
[3]李志勇,陳虹,盧漢民.遙感技術在地質災害調查中的應用[J].西安:測繪技術裝備,2010,12(1):30-31.
[4]崔紅霞,林宗堅,孫杰.無人機遙感監測系統研究[J].北京:測繪通報,2005(5):11-14.
[5]狄穎辰.無人機遙感圖像拼接系統設計與實現[D].四川:電子科技大學,2011.
作者:聶飛 徐貴興 單位:江西省地質局地理信息工程大隊