[发明专利]一种基于无人机的岩溶区地质缺陷体检测方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的岩溶区地质缺陷体检测方法，包括：选定所述岩溶区中包括待建隧道的检测区域；通过无人机对所述检测区域进行航拍，以获取影像信息；以及根据所述影像信息对所述检测区域进行三维建模以得到三维场景，从而从所述三维场景中得出所述地质缺陷体的信息。本发明能够识别岩溶区的地质缺陷体构造特征，为隧道施工提供中观层面的地质缺陷体检测。

技术领域

本发明涉及一种地质缺陷体检测方法，尤其涉及一种基于无人机的岩溶区地质缺陷体检测方法。

背景技术

我国幅员辽阔，地质条件复杂多样，一定程度上为隧道工程的修建制造了障碍。近些年，随着我国西部大开发战略和基础设施的进一步发展，越来越多地出现了在岩溶地区修建隧道的工况。

我国的岩溶分布广泛，类型众多，是世界上岩溶面积最大的国家之一。全国碳酸盐类岩石面积达130多万平方公里，约占国土面积的1/7，如果包括埋藏型岩溶，则有约200万平方公里，占全国面积的1/5。由于岩溶构造形式多样、分布复杂，现有的技术手段难以准确查明地质缺陷的基本情况，致使岩溶区修建隧道仍是风险极高的工程活动。

目前，业内采用的方法主要是从洞内利用地震波法、电磁波法和红外探水等等进行探测。由于溶洞、暗河等岩溶构造形状多样、规模各异、性质多变，经常使得利用地震反射波描述地质缺陷的地震波法失效，雷达成像法难以反映构造的全貌而产生误判，瞬变电磁法也因自身的不完善而难以应用，红外探水方法也因只对含水构造具有相对的定性的参考意义。

同时，超前钻探因造价高昂且长时间占用开挖面而无法大规模使用。然而，在岩溶区修建隧道是无法回避的。尤其近几年，公路、铁路建设进一步挺进高大、高寒、偏僻地区。如何完善岩溶构造地质检测是亟待解决的关键问题。

发明内容

由于岩溶构造具有自身独特的发育规律，不仅决定于地壳构造运动的内部应力，还取决于地质历史上天气因素和流水的侵蚀，具有极强的地貌发育特征。有鉴于此，提出采用无人机通过三维建模，利用高精度立体影像，识别岩溶区的地质缺陷体，为隧道施工提供中观层面的岩溶构造地质缺陷体检测。进一步地，本发明可以结合地表物探，以达到精细查明浅层岩溶区地质缺陷体信息的目的。

本发明公开了一种基于无人机的岩溶区地质缺陷体检测方法，包括如下步骤：选定所述岩溶区中包括待建隧道的检测区域；通过无人机对所述检测区域进行航拍，以获取影像信息；以及根据所述影像信息对所述检测区域进行三维建模以得到三维场景，从而从所述三维场景中得出所述地质缺陷体的信息。

优选地，所述岩溶区地质缺陷体检测方法还包括：根据所述地质缺陷体的信息确定需要进行地表探测的区域；以及对需要进行地表探测的区域进行地表物探，以检测所述地质缺陷体的进一步的信息。

优选地，所述地质缺陷体的信息为所述地质缺陷体的位置、规模、性质和产状的一者或多者。

优选地，利用高密度电法进行所述地表探测。

优选地，进行地表物探的步骤包括：在地表沿所述待建隧道中线布设第一测线，在地表垂直所述待建隧道中线布设第二测线，沿所述第一测线和所述第二测线进行地表物探。

优选地，所述无人机对所述检测区域进行倾斜摄影。

优选地，所述地质缺陷体为溶沟、岩溶裂隙带、岩溶漏斗、溶洞或暗河。

优选地，所述影像信息的航向重叠度为75％-90％，旁向重叠度为70％-80％。

优选地，所述影像信息的分辨率在3-5厘米的范围内。

优选地，将地质缺陷体投影至待建隧道的埋深处，估测出所述地质缺陷体向下延伸到所述待建隧道的埋深处的信息。

优选地，所述检测区域的宽度为所述待建隧道的中心轴两侧分别小于或等于1000米的距离，所述检测区域的长度为所述待建隧道的长度。