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0引言
物探技术是一种至关重要的地质探测技术,在煤矿生产中占据着关键地位。传统的采煤方法与采煤作业形式具有效率低、安全性低等问题,对作业人员的人身安全造成一定威胁。利用物探技术探测煤矿地质条件,可以为煤矿生产提供数据资料,避免煤矿生产出现安全事故,因此在进行煤矿地质探测时需灵活应用物探技术。
1物探技术简析
1.1物探技术的概念与发展物探即地球物理勘探,指的是以岩石、矿石或围岩的物理性质为基础进行物理场分布及其变化的观测,从而分析地球内部结构与构造、地层当中的能源,并为灾害预报提供依据[1]。物探主要是利用岩石的密度、电导率、磁导率、弹性、放射性以及热导率等物理性质进行地球内部结构的分析,常用的物探方法有重力勘探法、电法勘探法、磁法勘探法、地震勘探法、地温法勘探法以及核法勘探法等。人们在二十世纪中后期开始应用物探技术,且物探技术在煤矿开采前勘测工作中的应用范围十分广泛,可有效增强煤矿开采的安全系数。
1.2物探技术的应用现状当前,主要将物探技术应用在煤矿开采与水害治理当中。例如,可以利用电法勘探技术与瞬变电磁法勘探技术处理水灾害;可以利用地震勘探技术、坑透技术与超波技术进行地表与地质结构的勘测;也可以利用三维地震动态解释系统分析物探技术在煤矿开采中的应用效果。
2物探技术在煤矿地质探测中的作用第一,在进行煤矿开采前需进行地质探测,便需要利用地面高分辨二维地震勘探法、电法探测法等方法进行地质探测,这样在后续进行煤矿开采设计时便可以获取大量的煤矿开采区域的地质数据信息。第二,在安装大型超千吨综采设备之前,需要明确和控制开采区域中的地质异常体,例如小褶曲、小断层等情况[2]。若存在这些地质异常体将会严重影响煤矿开采的效率与安全性,甚至会引发水灾害。而应用物探技术可以及时发现这些地质异常体,有利于异常体的控制与开采计划的优化。
3常用的物探方法与物探技术
3.1物探方法为了解决煤矿开采中的问题,提高煤矿开采的质量,增强煤矿开采的安全性,我国在不断研究新的物探技术,为煤矿地质探测提供技术支持。在煤矿地质探测中常用的物探方法有很多,按照探测空间可以将物探方法分为地面物探法、矿井物探法与测井法等。其中,电法勘探法、地震勘探法、磁法勘探法等方法属于地面物探法;矿井物探法有电法、磁法、地震法、放射性法、巷道重力法以及红外线遥测法等;测井法包括热测井法、电法测井法、声波测井法、放射性测井法以及磁测井法等[3]。按照物理场可以将物探法分为地震法、地热法、磁法、重力法、电法、放射位法等。例如,重力勘探法是重要的物探方法,主要是根据组成地壳的岩体、矿体之间的密度差引起的地表的重力加速度值的变化进行地质勘探,其理论基础是牛顿的万有引力。而磁法勘探法也是常用的物探方法,主要是根据岩石与矿石不同的磁性产生的不同磁场进行地质勘探的,不同的磁场可以使局部区域出现变化,继而出现地磁异常,便可以进行地质探测。
3.2物探技术在煤矿地质探测中常用的物探技术有高密度数字三维地震技术、三维地震叠前偏移处理技术等,这些技术当中都应用了信息技术等先进技术,有效提升了物探技术的信息化水平与智能化水平。第一,高密度数字三维地震技术。该技术涉及到了多种技术,例如高密度数字三维地震采集技术、高密度数字成像技术与三维地震精细解释核心技术等,是一种较为先进的物探技术。其中,高密度数字三维地震采集技术具有小道距、小面元与高密度采样;全方位观测;高覆盖次数;连续采样减小采集脚印;应用数字检波器(如DSU3检波器)等特点。相比于普通的检波器,数字检波器实现了信号接收与信号传输的数字化,具有较强的抗干扰能力,在动态范围、抗电磁干扰、高频响应等方面中具有较大的优势(模拟检波器与数字检波器的振幅与相位特性曲线对比如图1所示)。高密度数字成像技术也涉及到了很多技术,例如三维子集噪音衰减技术、全空间噪音压制技术、全频带去噪及高频信号保持技术、同相叠加技术等。三维地震精细解释核心技术包括地质构造地震精细解释技术、煤层厚度与煤层顶板岩体力度参数估算技术、煤层顶底板富水带与煤层瓦斯富集带地震预测技术、煤层冲刷带精细描述地震技术等。总之,高密度数字三维地震技术的小断层识别能力相对较高。例如,在进行某煤矿地质探测时应用高密度数字三维地震技术进行小断层识别。在断距超过2m时,其识别准确率能够达到85.17%,但是当断距小于2m时,其小断层识别能力相对较差(如表1所示)。第二,三维地震叠前偏移处理技术。
三维地震叠前偏移处理技术具有多重功能,例如可以对时间偏移进行处理,也可以对深度偏移进行处理。首先,利用三维地震叠前时间偏移处理技术可以提高资料信噪比、振幅恢复与能量补偿,可以进行叠前时间偏移成像,也可以进行叠前时间偏移之后的去噪处理。其次,三维地震叠前深度偏移处理技术的关键在于叠前深度偏移成像处理,在成像处理过程中需要做好高质量叠前时间域道集准备工作、构建速度-深度模型、应用克希霍夫积分偏移算法。总之,在煤矿地质探测中应用三维地震叠前偏移处理技术可以有效增强成像的准确性,将横向分辨率控制在合理范围内。同时,应用这种技术也可以准确反馈地质构造当中的异常情况。第三,属性本解释技术。相比于其他技术,属性本解释技术的重要意义主要体现在可准确分析地震反射波的情况,例如可以分析地震反射波的频率、地震反射波的能力等各方面情况,从而获取地震属性数据体。技术人员可以利该技术获取地质小型结构的剖面图,且剖面图的解释精度比较高,可以为后续的煤矿生产奠定基础。第四,岩性反演资料处理及解释技术。技术人员可以利用该技术提升地震剖面的纵向分辨率,并降低地震反射波的检测难度,从而为含水层富水情况与煤层瓦斯分布情况的分析奠定基础,为后续煤矿开采计划的制定提供依据。岩性反演技术主要是利用已知的地质信息与测井资料反演地震资料并进行波阻抗资料的推算。同时,技术人员可以在波阻抗剖面上标定通过钻井获取的地层变化信息,为反演出的地层波阻抗赋予地质含义,在后续就可以准确描述煤层的厚度、深度以及岩性等参数[4]。岩性反演的结果会受到多种因素的影响,例如原始资料的质量、子波的影响、合成地震记录的质量以及地质模型等。在进行岩性反演时应当重构岩性特征、对测井数据进行规格化处理、标定岩性、构建初始模型,最终进行三维测井约束反演。
4在煤矿地质探测中应用物探技术的策略
4.1在水灾害防治中应用物探技术的策略在开采煤矿之前,需要利用物探方法探测水文地质数据,从而增强煤矿生产的安全性,有效防治水灾害,增加煤矿企业的经济效益。物探技术在水灾害防治中发挥着重要作用。首先,技术人员可以利用物探技术探测矿井的水文地质问题。例如,技术人员可以利用物探技术探测开采面底板的隔水层厚度、隐藏的导水通道、老窖积水区的情况、含水层的富水性与陷落柱的富水性等,且探测准确率比较高,可以达到90%以上。其次,技术人员可以利用瞬变电磁超前预测系统对开采区域前的含水构造进行预测,预测准确度也非常高。
4.2在地质灾害防治中应用物探技术的策略煤矿地质探测的技术手段有很多,而物探技术的效果相对较好,可以减少地质灾害的发生。在进行煤矿开采时很容易出现矿井顶板与突水现象,会对采矿工作与作业人员造成威胁。利用物探技术可以有效勘测煤矿开采区域的地质水文情况,从而掌握开采区域的瓦斯层、含水层、内岩层、断层等各方面情况,了解开采区域的地质构造,科学制定施工计划。物探技术在地质灾害防治中的应用主要体现在以下三个方面。第一,在地质灾害防治中应用相干体与方差体技术。相干体与方差体技术主要是利用三维资料中的CDP电信息进行常规抽线解释,在解释过程中不会出现将小断层遗漏的情况。在三维成像当中,技术人员分析地下断层情况时可以应用数据切片与透视等方式。相干体与方差体切片对断层十分敏感,技术人员便可以利用这一技术准确分析断层的情况[5]。技术人员可以利用常规剖面图进行断层的显示或调整,之后再利用该技术进行闭合调整,从而在地震反射层当中分析断层的情况。第二,三维地震勘探法在采矿区构件机理分析中的应用。在煤矿开采过程中,可能会出现突水情况,若不及时处理可能会引发煤矿安全事故。为了解决这一问题,技术人员可以利用三维地震勘探法探测煤矿开采区域的地质情况。在探测之前,技术人员需要充分了解煤层表面的水文状况,并分析抽水孔数据,为后续探测工作奠定基础。完成这些工作之后,技术人员可以利用该技术对煤层顶板砂岩的含水厚度以及含水深度进行探测,同时需要探测煤层的深度、煤层的结构变化情况,之后根据探测结果制定煤矿开采方案,增强煤矿开采的安全性。第三,在地质灾害防治中应用等时切片技术。技术人员可以利用该技术显示某一刻三维数据体当中包含的地震信息,从而掌握不同地质层位的分布情况。等时切片中的水平切片上含有同相轴,其强度可以反映反射波的强度,其错开大小可以反映断层断距的大小[6]。同时,水平切片的小断层分辨能力相对较强,优于垂直时间剖面的小断层分辨能力。
5结语
科学应用物探方法可以保障煤矿开采工作的正常开展,常用的物探方法有磁法、放射位法、电法、地热法等,常用的物探技术有高密度数字三维地震技术、三维地震叠前偏移处理技术等。为了充分发挥物探技术在煤矿地质探测中的作用,应当将其应用在水灾害防治与地质灾害防治中,为煤矿开采提供数据信息。
作者:王泽 单位:晋能控股煤业集团和尚嘴煤业有限公司
地质条件分析2
我国地貌广阔,地质地形极其复杂,加之近年来地质活动越发频繁,对地质测绘技术和仪器都提出了新的要求。因此,我国也越来越重视地质灾害的监测工作,不断投入大量资金到地质监测方面的工作上。随着科技的不断创新,各种测绘技术层出不穷,遥感测绘技术由于有效性强、测量效率高等优点,成为地质灾害治理中的重要手段。基于此,本文从遥感技术概念出发,阐述了遥感测绘技术在地质灾害治理方面的价值,并提出了一些关于遥感测绘技术的应用和创新策略,希望能为相关工作提供参考。
一、地质灾害概述
地质灾害是指由人类活动、地壳运动等一些因素导致的地质灾害事件,这类灾害一般具有不确定性和无规律性,比如泥石流、滑坡、水土保持等。加之我国疆土幅员辽阔,地形地势也很复杂,因此,更增加了相关人员对地质灾害检测的难度。随着科技的发展,越来越多的监测技术被用于地质灾害的治理中。其中,遥感测绘技术由于监测准确、信息量大、效率高等特点,深受相关工作人员青睐。遥感测绘是指通过地面、航空等平台上的各类传感器,对地球等星体进行地图等图形绘制的技术,该技术的出现大大提高了工作人员对地质灾害治理方面的效率。但对于不同的地形,相关人员必须不断提高自身的业务能力,加强遥感测绘技术使用方法的创新。
二、遥感测绘技术概述
遥感测绘技术通过遥感设备接收地球表面物体通过反射或散射后发射的电磁波,并通过这些电磁波发送的信号进行测绘。在卫星轨道设计时,首选接近圆形,从而保证遥感设备测绘后得到的图像与实际的比例比较一致。遥感测绘主要通过框幅式相机和CCD摄像机,卫星飞行越接近南北极,越能大量获取地球信息,而当和太阳越接近,就能获取地面上不同地区的图像,并且这些图像都具有相似的太阳辐射条件,这就为工作人员进行数据对比提供了便利。人造卫星承载着测绘仪器在飞行过程中,飞行方向和轨道相互重叠,获取重叠的立体影象出现的同时,也可以对地面点高程和地形进行测绘。其中,红外遥感中的近红外波长约为0.75~3.0μm;远红外波长为6.1~15.2μm;中红外波长为3.1~6.2μm。近红外具有可采用感光胶片的作用,中红外和远红外因其可在白昼和黑夜进行工作,通常被用于地下水源探测、生物量探测、夜间侦查等的工作中。红外遥感的工作波长是0.75~14.9μm,它利用其自身的敏感原件测量地球上物质的红外辐射能量,从而获得相关影响并进行绘制。比如,图1中的影像就是通过遥感测绘技术获得的某水库的地质情况。而卫星遥感主要用于专业图像的绘制方面,微波遥感工作波长为1~1000㎜,利用雷达、散射计等发射微波后可接收来自地表的回波信号,从而展开地面物的探测,它可以全天候工作,随时测绘地球表面以及下浅层物质的影像,这是可见光红外遥感没有的优势。
三、地质灾害的相关概述
(一)地质灾害的特点地质灾害的特点主要有渐变性、季节性、突发性等。地质灾害的渐变性,最典型的地质灾害就是水土流失,它是通过漫长岁月积累而逐步形成的一类地质灾害。可以说,这类灾害在地质活动中是无法避免的,再好的保护措施也只是对其形成缓解,水土流失还会引发其他地质灾害。地质灾害种类繁杂,严重威胁着人们的生活和财产安全,海啸、山洪等甚至严重破坏了人类生存的家园,很多破坏是不可逆转的。地质灾害的另一个特点是季节性,夏天多发的洪灾、冬天的雪灾等,不同的地质灾害对地球的破坏程度也不同,地球上很多大型地质灾害都和季节有关,一些特殊的地质环境由于季节因素的影响,常常容易发展成为重大的地质灾害。经常长久探测,相关人员发现地质灾害在夏季发生概率最大,种类也最多。降雨量无论多寡都容易引发地质灾害,因此,地质灾害也和降雨量有关。我国北方降雨量少,所以关于强降雨的地质灾害比较少,而南方降雨量大,往往更容易引发地质灾害。此外,地质灾害还具有突发性的特点,最典型的代表就是地震。这些地质灾害只能小范围地进行探测,具体哪一天会发生,人们是无法预测的,一些山体和地质相互作用形成的泥石流、滑坡等也是无法预测的,这些地质灾害通常都是突发的。
(二)地质灾害监测的必要性地质灾害监测不仅仅用于灾害发生前,在灾害发生后的监测依然重要。遥感测绘技术可对已经被地质灾害破坏的地区进行检查,相关人员通过监测报告确定灾害的危险性,这样更有利于地质灾害的治理。通过提前监测地质灾害,人们可以对一些具有季节性、渐变性的地质灾害进行提前处理和预防,进而保护人民的财产和安全。地质灾害监测的必要性还体现在提前监测到地质灾害,能够对人们的财产和安全进行保护,因此,国家相关部门要充分利用一切监测技术,对地质灾害频发的地区提前采取预防措施,最大限度地降低地质灾害对地球生态环境的破坏。
(三)遥感测绘技术在地质灾害治理中的作用首先,能为抗灾治灾应急措施创造及时的信息支持,通过遥感测绘技术,相关人员可以根据测绘影像提前分析出地质灾害的类型和等级,并通过影像模型建立,让救援部队及时掌握灾害情况,在最短时间内做出有效的救援;其次,能促进国家自然灾害的数据库建设,通过遥感测绘技术,相关人员能够远程监控国内气象及卫星遥感信号,卫星可直接将信息反馈给监测系统,从而帮助相关人员准确预测灾害信息。遥感测绘技术能够反映出灾害地区的形态和色调,相关人员通过这些信息可以及时掌握地质灾害的程度、受灾范围,从而更准确地判断。
四、遥感测绘技术在地质灾害治理方面的应用创新
(一)用于分析灾害原因相关人员可利用遥感测绘技术及时探测到地质灾害产生的原因,并通过具体的防护治理措施对地质灾害进行监管。天气恶劣时候最容易发生地质灾害,因此,相关人员可利用气象卫星遥感测绘技术监测不同时段的降水量,还可以利用遥感测绘技术开发地表的卫星监控系统,通过电磁波发出的信息分析地表和地下的地质特征,这样能够帮助他们对地质灾害作出提前预判。通过对地质灾害的管理,能够及时保护人们的生命、财产安全,通过遥感测绘技术,可以探测到地质灾害隐患点的地质情况,经过数据分析,能够推测出地质灾害发生的根本原因。
(二)用于灾区合理划分地质灾害危险性极高,很多灾害都能在短时间内对人们的财产和生命造成严重破坏,这种破坏力度极强、范围极广,比如滑坡、泥石流等。因此,对这些地质灾害采用遥感测绘技术进行探测分析,可以将灾害发生的时间和相关数据进行系统分析,对信息进行总结、归纳,方便工作人员对类似地区的地质灾害进行预防、检测。比如,表1就是工作人员利用遥感测绘技术对某地区山体滑坡统计出的受灾面积等相关数据。工作人员依据这些数据,能够准确地分析出当地的地质变化情况,了解地质灾害的规模和发展趋势。同时,工作人员可根据遥感测绘技术测出的数据,对灾区进行合理划分,从而对灾情进行救援以及有针对性的研究,提高地质灾害的治理效率。
(三)用于地质灾害监测通过遥感测绘技术,能够帮助相关人员根据图像显示的内容,对不同区域的地质灾害情况和形态进行有效检测,从而准确分析灾情。通过遥感测绘技术测出的数据,可以更加明确地分析地质灾害的成因,测评灾害等级,在地质灾害到来之前建立起严格的防护系统,最大程度地减小灾害的破坏力度,降低灾害对生态环境的影响。另外,地质灾害的预测和防治工作与人们的生活是息息相关的,目前,相关人员通过卫星遥感测绘技术,能够对各个地区的降水量实行全面检测,还能够对各地区的地标等进行深入探测,从而对地质灾害进行更深入的分析。这样,相关人员就可提前预防洪水灾害。目前,我国在这方面已经取得了不错的成绩。无论何种地质灾害都会严重威胁人们的安全,因此,相关人员必须要合理利用遥感测绘技术,对不同的地质灾害进行严密监测。
(四)用于地质灾害治理
1.对泥石流的治理泥石流发生后,工作人员很难以航拍的方式对灾情作出准确分析,但是遥感测绘技术却能够助其准确测定灾害的范围和受灾程度,为相关人员治理泥石流灾害提供了更多便利,最大程度地减轻泥石流造成的危害。一般而言,泥石流通常是伴随着滑坡发生的,这是因为滑坡会产生大量洪水,继而形成泥石流,泥石流发生时往往会暴雨交加,因此,遥感测绘技术在泥石流治理方面显得更加重要。
2.对滑坡灾害的治理在对山体滑坡灾害进行治理时,工作人员通过遥感测绘技术对坐标位置和地形展开测量,从而将灾害信息转变成数据信息,并将遥感设备连接计算机,轻松通过计算机获取灾害数据。这样,工作人员可通过计算机计算出相关数据并整理分析,从而准确判定滑坡的危害指数。遥感测绘技术在治理滑坡方面比传统的治理方法更具优势,因为它的探测更加准确且呈现数据化。对于滑坡这种严重的地质灾害来说,其危害性仅次于地震,因此,更需要遥感测绘技术的支持,让相关人员预判滑坡产生的危险,并分析其出现的原因,制定出针对不同地区滑坡的治理方案,最大限度地减小滑坡造成的危害和损失。
3.对水土保持方面的治理
水土保持关乎我国生态资源可持续发展,因此,相关人员必须好好利用遥感测绘技术。自然界中重力、风力等因素都会导致水土流失,小范围的水土流失虽然不会造成严重的人身财产危害,但是,如果不及时控制这类小范围的水土流失,后果也会很严重。预防水土流失有利于控制滑坡、泥石流的产生,因为这些都是水土流失的后遗症。遥感测绘技术在治理水土流失方面可大大节约人力、物力,帮助相关人员第一时间掌握水土流失的数据资料,并帮助他们更快地计算出土壤坡面流失情况,从而采取有效的应对和治理措施,更好地保障人们的生产和生活。
五、结束语
综上所述,地质灾害治理工作非常艰巨,相关人员必须不断精进自身的业务能力,准确了解地质灾害的形成原因和区域,制定完整的治理措施。遥感测绘技术在滑坡、泥石流、水土保持等地质灾害的治理监测中能够发挥很好的作用,这项技术可用于地质灾害的预警、监测、评估等方面,为相关技术人员治理地质灾害开创了新的局面。相关人员应利用遥感测绘技术,加大对地质灾害的监测力度,同时不断创新这项技术在地质灾害治理方面的应用,通过不断探索和研发,最大限度地优化和改革地质灾害的治理工作。
作者:赵珽 刘文 单位:青海省第三地质勘查院 青海省第二地质勘查院
地质条件分析3
2021年1月~8月,江西省共接到地质灾害灾(险)情报告191起,造成直接经济损失549.62万元。灾害类型包括,滑坡、泥石流、崩塌和地面塌陷等,灾害规模分中型和小型[1]。其中大部分是由于不规范煤矿开采、随意土方开挖、生态植被破坏等行为导致的地质生态环境变异,造成采空坍塌、山体开裂、水土流失,继而发生滑坡等地质灾害[2]。地质灾害普遍存在爆发周期短、破坏性强、成因复杂等特点,传统测绘和监测方法无法做到时效性和直观性的有效统一,在地质灾害突发时难以为灾情动态监测和提供有效保障[3]。无人机依靠其非接触特性和灵活性,可以深入受灾区域,利用倾斜摄影技术为地灾应急提供快速、可靠、直观的三维模型数据[4],实现地质灾害应急管理、地质灾害评估等任务,为灾后重建提供基础地理信息依据。无人机航摄综合运用了无人机飞行器、遥感、数据传输、GPS定位等技术,凭借这些技术使无人机遥感可实现全自动获取大量的空间地理信息,并对这些信息进行数据处理、建模和应用分析。无人机遥感以无人机作为空中平台,使用遥感传感器获取信息,使用计算机对图像信息进行分析处理,并按一定精度要求制作成图像[5]。目前,无人机根据空中平台搭载的数据传感器不同,可将无人机航摄分为普通摄影测量、倾斜摄影测量和激光雷达测量。地灾点一般发生在山区,传统的航空摄影技术对机场和天气等条件的依赖性很大,因此作业成本较高,且航摄周期也较长。无人驾驶飞行器尺寸小巧,携带方便,机动性强,且作业时对起飞场地依赖性小。无人机机动迅速、飞行准备时间短、飞行速度快并能迅速抵达监控范围,运用倾斜拍摄技术,在短距离内为救援人员提供了迅速、安全、直·131·观的三维实景数据模型。传统的地质灾害解译是利用遥感影像简历遥感解译标志,进行人工判读解译,影像质量对解译精度有直接的影响;三维实景数据模型能直观重现地质点原貌,为地质灾害解译提供三维实景数据模型。
1无人机航摄技术在地质灾害中的应用实例
1.1无人机航摄流程
(1)准备工作收集航测区域的相关资料,研判影响飞行的主要要素的情况;进行实地踏勘,收集现场地理环境及地貌特征;野外踏勘后,利用航测区域的高分辨影像,结合野外踏勘获取的正射影像,对于航测区域进行分区、分块讨论,明确飞行基本参数和制定轨迹航线,绘制分区测量的线划图。航摄分区尽可能为矩形,航线沿矩形区域长边方向敷设,实际飞行范围应超出任务范围外一个航带。(2)像控点测量根据测区影像和踏勘结果,内业就可以将像控点的数量和图上分布位置进行布设,并优化像控点分布。野外像控点布设后,使用RTK进行像控点测量,保证RTK的坐标系统与无人机坐标系统一致,像控点布设和像控点测量可以同步进行。(3)航空摄影内业必须根据成图精度要求、航测区域特征等因素,对航向重叠率,旁向重叠率,飞行具体区域等进行设计,其中分区内地形高差小于1/2航高,航向重叠度大于75%,旁向重叠度大于40%。在充分考虑航测区域地理位置、气象气候等因素影响的前提下,进行外业进行航摄测量。(4)内业成图航摄相片在现场初步整理和检查的基础上,需进行预处理校正。利用处理软件ContextCaptureCenterMaster进行空三加密。包括添加点云数据,添加连接点和控制点,根据需求可生产DOM、DSM、DEM和三维数据模型数据。(5)图像解译根据项目需要,对三维数据模型中的数据进行图像解译,从三维数据模型上可识别目标,定性、定量地提取出目标的分布、结构、功能等有关信息,也可进行包括坐标、高程、高度、长度、面积、体积、角度等的参数量测。
1.2应用实例
(1)项目区概况乐平市鸬鹚乡位于乐平市东南腹地,山地众多,饶河水系乐安河穿境而过,煤炭等矿产资源丰富,由此引发的不稳定地质因素长期存在,汛期极易引发滑坡、泥石流、崩岸等地质灾害,属地质灾害多发区。2021年6月,由于连续降雨,鸬鹚乡政府组织相关部门对辖区内相关山区、陡坡等重点地质灾害易发地段进行了排查,共查明10余处地质灾害点,并现场竖立警示牌及划定避灾点。为研究鸬鹚乡倪家坞村大唐坞组地灾点对附近房屋及村庄的影响,乡政府决定对倪家坞村大唐坞组进行无人机航摄。(2)无人机航摄情况受当地政府委托,航摄作业团队采用倾斜摄影测量无人机开展受灾区域的灾情测量工作。六旋翼无人机系统采用折叠式结构设计,搭配一个垂直和四个倾斜镜头的五镜头组合,倾斜相机的角度在20°~30°之间,相机型号为SONYILCE-QX1。综合考虑航摄区地形起伏情况、交通条件以及植被覆盖等,规划航线18条,如图2、表1所示。本次航摄像控点共9个,均匀分布在航摄区内,随机选取检核点2个;共飞行2架次,拍摄影像数量1535张,航摄覆盖面积为0.29km2。(3)成果及解译通过ContextCaptureCenterMaster处理软件,可直接对地灾点三维模型进行包括坐标、高程、高度、长度、面积、体积、角度等的量测。航摄区域检测发现地灾点一处,具体参数为坡向340°,坡度约70°,坡宽45m,坡高6m,自然斜坡高度50m,坡度约35°,规模为95m3,根据相关信息,判定此处地质灾害规模为滑坡中型。同时运用遥感影像解译技术可获取地灾点位于山脚下,成因为切坡建房。地灾点植被已破坏,主要灾害类型为滑坡,局部因强降雨发生泥土滑坡,承灾体为2栋砖混民房。当前滑坡体为不稳定状态,变化趋势不稳定,在强降雨情况下,有继续发生滑坡的可能。具体地灾点信息如表2所示。
2精度分析
通常倾斜摄影三维模型的建模精度与影像分辨率直接相关,一般建模精度为影像分辨率1/3左右。为了验证模型的精度,利用GPSRTK在测区外业实地测量随机选取8组检核点,并从实景三维模型中提取对应检核点模型坐标,根据中误差计算公式分别计算其平面及高程中误差,具体误差如表3所示。根据《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》(GBT15967-2008)要求,1∶500的平面中误差限差为0.3m,1∶500的高程中误差限差为0.2m,所以本项目航摄成果能够满足1∶500比例尺测图要求。
3结语
无人机航摄技术已日趋成熟,通过对乐平市鸬鹚乡倪家坞村大唐坞组地灾点进行无人机航摄应用实例研究充分证明了倾斜摄影技术在地质灾害应用中的可行性及可靠性,无人机航摄技术应用于地质灾害,提高了灾情的监测能力,提升了预警监测水平,丰富了地质灾害防治数据来源,可为突发地质灾害提供灾情的动态监测,并能为应急处置提供有效保障。
参考文献:
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作者:聂飞 徐贵兴 单位:江西省地质局地理信息工程大队