摘要：随着无人机技术的快速崛起，倾斜摄影行业迎来了前所未有的发展。倾斜摄影凭借多角度、大范围、高精度的多种优势，优化了传统测绘的方案，地质灾害测量的成果也从传统的二维图升级到实景三维，为地质灾害的研究、治理提供了更先进的技术支持。
关键词：倾斜摄影；实景三维；地质灾害
地质灾害是由于人类开采自然资源，导致地质环境发生变化，从而产生灾害性的地质现象。常见的地质灾害有塌陷、崩塌、泥石流、滑坡等，对环境造成非常大的破坏，威胁周边居民人身安全，加强对矿山地质灾害的治理尤为重要[1]。矿山环境的治理恢复主要是绿化覆植、维护裸露的岩石等，由于矿山特殊的地理位置，加上长时间的滥采滥伐，传统测绘很难进行，导致测量效率极其低下，与此同时，测量结果往往不能为矿山治理设计提供精准的数据支持。所以，在对矿山的全貌进行测量时，需要运用无人机倾斜摄影测量技术，构成三维实景模型，设计人员可以在三维实景模型上进行设计，这样更准确、更直观、更利于方案的优化[2]。
1地质灾害区概况
项目治理区位于城阳区银河路北侧，紧邻崂山水库，历史上多年采石形成了裸露矿坑，植被遭到严重破坏。治理区主要矿山地质环境问题为崩塌、渣石流地质灾害隐患、生态环境破坏、视觉污染、水土流失、扬尘。该项目区地质环境问题突出，对该项目的实施是建设青岛市生态环境、提升青岛市城市形象、打造平安宜居环境的迫切需要。
2低空无人机航摄系统
低空无人机航摄系统主要包括无人飞行平台和地面控制系统，飞行平台通过搭载数码相机或者镜头等数字设备进行拍摄和存储，通过对影像的分析处理，以实现实景三维模型的建立。一个完整的无人机航摄系统包括空中飞行与数据获取模块和地面监控模块。其中，空中飞行与数据获取模块的主要功能是控制无人机系统按照既定航线平稳飞行，并将飞行状态与数据传输至地面，主要包括无人机飞行系统、遥感器系统、姿态控制系统以及数据传输系统。地面监控模块则是发送飞行状态调整和数据获取命令、接收数据并实时监控，主要包括数据的接收与状态监控、地面控制命令模块[3]。无人机航摄系统可开展低空数字航空摄影，获取0.05～0.2m的分辨率航空影像，可用于生产1∶500～1∶2000比例尺标准地形图产品，包括航空正射影像图、数字高程模型、数字线划图及实景三维模型。同时，亦可搭载视频获取设备开展低空视频监控，实现定点凝视和巡航监测，实现垂直和侧视视频影像的获取，通过无线图传电台实时下传，并能实现视频影像快速拼接测图。
3无人机倾斜摄影及三维成果
3.1数据获取
本项目无人机航摄系统采用大疆经纬M210RTKV2，搭载赛尔PSDK101S五镜头，提前在GoogleEarth里面规划需要航拍的范围，导出KML文件，导入到无人机新建任务，通过设置无人机的各项参数，根据飞行高度，自动计算出航线。由于矿山高差起伏过大，航向重叠度和旁向重叠度设置尽量要大，相对行高尽量也要大，否则容易造成重叠度不够，不能建成模型。不同于城市，野外没有明显解译标志点，所以现场需要布置像控点，用GPS-RTK测量其坐标作为内业处理像控点的坐标。
3.2低空无人机航摄数据处理
倾斜摄影测量三维建模以五镜头拍摄的照片为数据源，集成倾斜影像与下视影像数据进行平差计算，构建三维环境，可弥补单一视角数据遮挡、纹理不丰富、多余观测不足等局限。数据处理主要包括预处理和后处理。其中，数据预处理包括照片拷贝、飞行架次解析、图片重命名、旋转图片、生成工程文件、质量和数据质量检查、相机标定、畸变校正等；数据后处理包括空三加密、图件制作、精度分析与评定、遥感解译及成果评价等。实景三维建模的关键技术有数据预处理、倾斜影像区域网联合平差、点云密集匹配、不规则三角网构建、纹理映射及三维建模等。
4实景三维在矿山设计软件中的应用
将生成的实景三维模型导入矿山治理实景三维设计平台，从最开始的续坡，到布置排水沟、挡土墙，再到覆植绿化，挂网，直观、精确地展现出矿山治理后的效果图。
5结束语
青岛市位于山东省东部，黄海之滨，是中国重要的经济中心和港口城市、国家历史文化名城和风景旅游胜地。随着城市规模的扩大，大量废弃的建筑石材采石场与青岛市“红瓦绿树、碧海蓝天”的城市特色及飞速发展的经济极不协调，严重影响了青岛的城市形象及经济发展。因此，加强对矿山地质灾害治理和修复的工作迫在眉睫。本文运用无人机倾斜摄影构建实景三维模型，与三维设计平台无缝衔接，直观、准确地展现矿山治理后的效果图，大大提高了工作效率、降低了生产成本、减少了工作量，为地质灾害治理提供了新的方法。
参考文献：
[1]肖英,田鸿,侯平,等.无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害中的应用[J].企业科技与发展,2019(3):113-114.
[2]苟彦梅.矿山治理中无人机倾斜摄影测量技术的应用[J].世界有色金属,2019(12):23-24.
[3]王耿明,朱俊凤,陈捷,等.基于无人机的矿山地质环境监测与矿山实景三维建模[J].地矿测绘,2018,34(1):45-47+40.
作者:王颖玉 张军夕 时文卿 单位:青岛地矿岩土工程有限公司 青岛地质工程勘察院