[发明专利]一种基于无人机的边坡变形实时监测方法

说明书

本发明涉及边坡监测技术领域，具体涉及一种基于无人机的边坡变形实时监测方法，包括步骤：S1、布设与测量地面控制点；S2、无人机航飞；S3、自动化空中三角测量；S4、自动化正射影像、DEM制作；S5、提取与分析边坡坡度、高度与各点位坐标信息。本发明采用“地面控制点布设与测量→无人机航飞→自动化空中三角测量→自动化影像拼接→自动化正射影像、DEM制作→边坡坡度、高度、各点位坐标信息提取与分析”的技术路线，解决了现有技术监测速度慢、专业要求高的技术问题。

技术领域

本发明涉及边坡监测技术领域，具体涉及一种基于无人机的边坡变形实时监测方法。

背景技术

目前已有的边坡表面变形监测，主要还是采用边坡工程监测方法中的设站观测法和仪表观测法，包括大地测量法、摄影测量法、测量机器人监测系统、自动化监测网、光纤应变监测系统。其中，大地测量法容易受到地形通视条件限制和气象条件的影响，工作量大，周期长，连续观测能力差；摄影测量法后期处理数据较费时，且不能实时得到边坡变形数据；测量机器人监测系统、自动化监测网、光纤应变监测系统等价格普遍较昂贵，后期维护也较麻烦。综上，传统的边坡表面监测方法都需要专业的人员进行，后期数据处理和维护都较繁琐，监测速度慢，专业要求高，在实际的应用适应性上还存在一定的改进空间。

发明内容

本发明提供一种基于无人机的边坡变形实时监测方法，解决了现有技术监测速度慢、专业要求高的技术问题。

本发明提供的基础方案为：一种基于无人机的边坡变形实时监测方法，包括：

S1、布设与测量地面控制点；

S2、无人机航飞；

S3、自动化空中三角测量；

S4、自动化正射影像、DEM制作；

S5、提取与分析边坡坡度、高度与各点位坐标信息。

本发明的工作原理及优点在于：在本方案中，采用“地面控制点布设与测量→无人机航飞→自动化空中三角测量→自动化影像拼接→自动化正射影像、DEM制作→边坡坡度、高度、各点位坐标信息提取与分析”的技术路线，通过无人机航飞实时将航飞数据传回工作站，工作站运行编写的程序，利用无人机影像、地面控制点数据进行影像拼接以及自动化空中三角测量，自动生成正射影像和DEM数据，提取边坡坡度、高度、各点位坐标，并分析边坡表面变形情况，全过程可以自动化进行且速度快、不需要专业人员参与，航飞结束后数据分析过程可在几分钟内完成，相较于现有技术来说，通过工作站自动化处理数据，快速呈现边坡表面变形情况，能够精准实时展现观测视野内边坡上所有点的移动情况，与此同时，无人机边坡实时监测无需后期数据处理，工作步骤相对简单，对人员的专业性要求不高，也无需后期维护，能减少维护成本。

本发明采用“地面控制点布设与测量→无人机航飞→自动化空中三角测量→自动化影像拼接→自动化正射影像、DEM制作→边坡坡度、高度、各点位坐标信息提取与分析”的技术路线，解决了现有技术监测速度慢、专业要求高的技术问题。

进一步，S3中，通过5G网络将无人机航飞数据实时传输至工作站，工作站利用编制的光线束法区域空中三角测量程序进行自动化空中三角测量作业。

有益效果在于：这样可以获取影像内方位元素、像点坐标和地面控制点坐标，确定影像外方位元素和加密点地面坐标近似值，逐点建立误差方程式并法化，采用循环分块法解求改化法方程，求影像的外方位元素，计算加密点坐标。

进一步，S4中，根据自动化空中三角测量的结果，进行影像拼接和DEM生成，引入空三加密成果建立测区文件，恢复模型、定义单模型的作业区域，生成核线影像，对核线影像进行匹配，形成匹配点与等视差曲线、检查匹配结果，生成DEM、镶嵌拼接。

有益效果在于：提高正射影像、DEM制作的精确性。