技术领域
[0001] 本申请涉及地质灾害监测技术领域，尤其涉及一种地质灾害监测方法。
相关背景技术
[0002] 地质灾害巡查是一项非常重要的工作，它可以帮助我们及时发现和评估地质灾害的风险，采取相应的预防和应对措施，保障人们的生命和财产安全。
[0003] 一般来说，地质灾害巡查包括对滑坡、泥石流、地面塌陷等灾害的巡查。在巡查过程中，需要对地质灾害点进行实地勘查，观察地质灾害的迹象和特征，如地表裂缝、山体滑坡、土石流等。同时，还需要对周边环境进行调查，了解地形、地貌、水文等情况，以及人类活动对地质灾害的影响。
[0004] 目前，滑坡检查使用人工检查，通常使用目视检查、敲击和触摸。滑坡的地形条件复杂多变。当检查员面临高滑坡和山体滑坡时，人工检查非常危险，甚至到达滑坡的某些区域，导致检测结果不能完全反映滑坡的真实情况。
具体实施方式
[0030] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0031] 很多沿海城市及地区，由于地理位宜及地质构造的影响，碧海环抱地貌多山地丘陵，少平原低地，因此这样的地区是地质灾害较为多发的地区，可能发生的地质灾害以崩塌、滑坡、泥石流、地而塌陷为主，地质灾害常发生于震后及强降雨后，具有极高隐蔽性和危害性，在高陡斜坡的坡顶，通常会发冇大量的风化卸荷裂隙，岩体被各类成因的结构而切割，处于欠稳立状态，突发地质灾害对公路、建构筑物及人身平安等具有极大的威胁。而且由于沿海城市环山而居的地理特点，很多建筑场地选择在岩上体边坡上，这些边坡天然条件下就存在着失稳问题,再加之人为因素的影响，灾害已经或正在孕育。
[0032] 近年来随着技术的进步，地质灾害防治工作中也引入无人机技术，利用无人机的高机动、易操作、可视化的特点，将其用于地质灾害应急调查中舶摄灾害体的变形特征等，并形成影像资料，但常规的无人机技术受限于其低续航性，以及人为操作的局限性，并不能记录到完整的、准确的变形体特征，因此，通过引入无人机倾斜摄影技术，只需设置航线飞行一次，利用软件生成三维模型，可以为应急现场指挥者、决策者展示一个更加直观、真实、立体.逼真的可量测的三维空间模型，为灾害体的稳定性及处理方案提供更有力的研判依据。
[0033] 另外，地灾的勘察和稳泄性评估工作非常必要,但是地灾勘察一直属于工程难题。传统的勘察方法属于接触式、单点式调查，工程人员攀爬至危岩体位宜处，采用工具测量危岩体结构面参数，工作效率低，工作量大，且由于攀爬困难，作业人员危险性又很高。但是通过构建三维空间模型，从而提取危岩体特征参数，为危岩体稳左性分析提供数据支撑，无人机倾斜摄影测量技术是以无人机为飞行平台搭载传感器设备，来获取地面信息的遥感方式。其具有机动性强、获取数据快和数据精度高的特点，结合三维空间数据处理、建模和应用分析技术方法，既能够完成滑坡、泥石流、危岩落石等质灾害调查工作，又能结合最新的摄影测量技术完成岩性组合、结构而产状及卸荷带走向.宽度的识别，是在传统作业方式之上的重大突破。
[0034] 因此，通过无人机倾斜摄影测量技术构建三维模型在地质灾害治理的应用上具有明显优势:
[0035] (1)可以克服复杂地形、恶劣作业环境对传统的外业作业方式的限制，绝大局部区域都可以进行航拍；
[0036] (2)可以极大提高地质灾害治理工作的效率和精度，可以对任意危岩进行空间尺寸及结构而产状测量。
[0037] (3)技术输出成果的表现方式也较为多样，可以满足应用与科研等多层次不同目的的工作需要；
[0038] (4)工作人员不需要第爬作业，风险小，工作方式实现从外业到内业的工作转化。
[0039] 本申请利用无人机搭载高分辨率相机进行航空摄影，获取地物的图像数据，以实现数据采集，同时，收集地质灾害历史数据、气象数据等相关信息，对采集到的图像数据进行处理，如几何校正、影像增强、数字高程模型生成等，提取出与地质灾害相关的特征信息，实现数据处理和分析，最后结合历史数据和气象数据进行综合分析，预测潜在的灾害风险。
[0040] 以下结合附图对本申请提供的地质灾害监测方法的具体结构进行详细说明。
[0041] 参照图1所示，本申请实施例提供了一种地质灾害监测方法，包括：
[0042] S100：通过无人机拍摄被监测区域图像数据；
[0043] 无人机采用倾斜拍摄的方式获取被监测区域图像数据。
[0044] 低空无人机摄影测量技术主要用于小型调查或应急调查任务。它以无人驾驶飞机为飞行平台的特点，利用各种类型的传感器获取地面信息，并使用计算机图形学。图像技术处理获取的图像，并为各种类型的摄影测量应用提供基本数据。
[0045] 数据处理部分包括数据预处理系统和数据后处理系统。数据预处理系统包括摄影测量数据下载、飞行质量和数据质量检查、相机校准和失真校正；数据后处理包括空气三个处理、绘图生产、解释和结果评估。
[0046] 在技术和图像控制点程序的应用中，将倾斜摄影数据结果的高程精度与垂直摄影的高程精度进行了比较。结果表明，与垂直摄影相比，倾斜摄影的高程精度在一定程度上有所提高，为倾斜摄影沉降监测提供了高精度的程序支持。
[0047] 所述无人机采用倾斜拍摄的方式获取被监测区域图像数据包括：
[0048] S110：设置无人机参数和无人机拍摄对地倾斜角度；所述无人机参数包括无人机飞行高度范围；
[0049] S120：根据所述无人机飞行高度范围和所述无人机拍摄对地倾斜角度确定无人机拍摄实际画面宽度；
[0050] S130：根据所述实际画面宽度和所述清晰度阈值计算得到有效画面宽度；
[0051] S140：根据所述有效画面宽度、所述无人机参数、所述无人机拍摄对地倾斜角度以及被监测区域特征，计算得到无人机飞行计划；所述被监测区域特征包括：被监测区域形状信息和尺寸信息；
[0052] S150：根据无人机飞行计划，设定无人机自动飞行，无人机自动飞行拍摄被监测区域图像信息。
[0053] 监控人员设置地面控制系统中的路线和无人机参数，然后根据地面控制系统的说明执行飞行任务。无人机飞行数据实时传输到地面控制系统，地面监测人员可以改变飞行计划，让无人机继续根据接收到的数据执行指令。当拍摄照片不佳的区域、紧急情况和着陆的补充镜头时，监控人员可将飞行状态从自动切换到手动控制。
[0054] S200：对所述图像数据预处理，得到标准图像；
[0055] 所述对所述图像数据预处理，得到标准图像包括：
[0056] 依次对所述图像数据进行去噪处理、增强处理、矫正处理以及拼接处理，得到所述标准图像。
[0057] S300：根据所述标准图像，提取得到高精度的三维模型；
[0058] 利用相关软件进行三维建模，如利用Pix4D、Agi soft等软件，可以从预处理后的图像数据中提取出高精度的三维模型。
[0059] 精度评价是无人机倾斜摄影测量中非常重要的一环。精度评价主要包括静态精度评价和动态精度评价。静态精度评价主要是通过比较无人机倾斜摄影测量得到的三维模型与实际场景的差异来评价其精度，如利用点云数据、控制点等进行评价。动态精度评价则是通过移动靶标等方式来测试无人机的定位精度和三维重建精度。在静态精度评价方面，可以选取一些具有代表性的点云数据进行对比分析，通过计算点云数据的误差均值、中位数、标准差等指标来评价其精度。同时，可以利用控制点进行精度的校准和评估，将控制点坐标与重建的三维模型进行对比，计算误差值并对其精度进行评估。在动态精度评价方面，可以通过移动靶标的方式测试无人机的定位精度和三维重建精度。需要在测试场景中设置移动靶标，并利用GPS等定位设备记录其位置信息。然后，通过无人机的拍摄获取靶标的图像数据，并利用相关软件进行三维重建，最后将重建的三维模型与实际场景中的靶标位置进行对比，计算误差值并评估其精度。
[0060] S400：分析所述三维模型，评估被监测区域地质灾害情况，得到评估结果；
[0061] 采用专业软件即可获取三维模型在CGCS2000坐标系,空间点坐标参数。可通过测量空间点坐标参数,采用空间三点坐标法计算得到结构面产状要素(倾向、倾角)。同时通过专业软件,在室内即可完成结构面填充情况、结构面张开度、结构面发育密度等清晰识别。通过上述手段，可以实现基于高清三维模型的陡坡危岩几何尺寸、具体坐标高程、高差、结构面特征等要素的定量化勘测,得到关于该陡坡危岩区段内任意一个危岩体的准确几何特征、空间特征和地质特征。因此可以对陡坡危岩的稳定状况、与母岩剥离后破坏能量的大小进行准确计算,量化后的数据可以为监测、治理等提供参数。
[0062] 根据上述技术介绍及实例展示，倾斜摄影测量及三维实景建模技术生成一个直观、真实、立体、逼真的三维模型，可以在室内通过细致研究模型特征、测算规模等，进而全面掌握灾害体的变性特征，为决策者提供一个可靠的研判依据。
[0063] 评估被监测区域地质灾害情况包括；
[0064] 对被监测区域的滑坡风化程度、排水系统、保护结构以及滑坡现象四个方面进行评价。
[0065] S500：根据所述评估结果，生成报告。
[0066] 在滑坡结构中，坡顶断裂岩体和坡面是由位于坡顶和坡面顶部的岩体断裂和崩解形成的破碎岩体。在滑坡形成的初始阶段，应力的再分配导致边坡顶部拉应力集中、边坡压力开裂、岩体中张力和裂缝的发展以及岩体的破碎。崩塌是一种现象，在重力和外部力作用下，高陡滑坡和土壤突然与父体完全分离，然后滚转、跳跃、倾倒或落，并累积到斜坡或道路的脚上。
[0067] 保护结构是滑坡坡面上的力承载结构，以支持岩石和土壤压力。保护结构主要受水侵蚀和岩石和土壤压力的影响。凝血结构有大量的水泥。混凝土内部裂缝是水侵蚀的主要突破点。在这些位置，混凝土容易剥离，钢筋暴露，造成结构损伤和功能损失：
[0068] 保护结构主要受岩石和土壤压力的影响。当局部结构强度低于结构应力时，结构会弯曲和失败。根据无人机滑坡检测结果，对滑坡风化程度、排水系统、保护结构等滑坡现象的四个方面进行了评价，在检查管理系统中选择了相应的选项，如风化强度较低、强度较低、强烈、更强烈。检查员根据实际检查结果做出选择。系统集成了这四个选项来确定道路滑坡的安全性。判断结果如下：稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定。判断后，显示相应的推荐处理措施。
[0069] 本申请提供的地质灾害监测方法，通过无人机航拍巡检，可快速评估地质灾害情况，解决了人工地质灾害检查，具有一定危险性，且检测结果不能完全反映滑坡真实情况的问题。
[0070] 容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。
[0071] 以上的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。
