基于无人机多姿态贴近摄影测量的高陡边坡快速航线规划及应用

安志磊; 王凤艳; 王明常; 吴翔; 张成要; 杜佳涛; 马润泽

doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20240261

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (01) : 209 -222. DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240261

基于无人机多姿态贴近摄影测量的高陡边坡快速航线规划及应用

安志磊, 王凤艳, 王明常, 吴翔, 张成要, 杜佳涛, 马润泽

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摘要

针对复杂空间展布的高陡岩质边坡，传统测量方法在效率、精度等方面还有待提高。为了快速准确地获取岩体结构参数以评价岩质边坡稳定性，提出了无人机多姿态贴近摄影测量方法。首先通过现场关键点测量快速建立边坡概化模型，结合所建立的航线规划和姿态控制模型，快速规划航线和摄影姿态；然后采用在遥控器端安装软件的方法代替PC端，实现实时实地、免粗飞、快速多姿态贴近摄影测量航线规划的毫米分辨率高陡边坡高质量影像快速采集；最后通过吉林省长春市净月区某高陡边坡的多姿态贴近摄影测量实验，从模型精度、纹理清晰度、产状解译精度等方面验证该方法的可行性和可靠性。结果表明：多姿态贴近摄影测量所建模型在x、y、z方向上的精度分别为0.018、0.016和0.033 m;模型产状解译的倾向和倾角精度分别为3.1°和2.6°;与普通贴近摄影测量结果对比，多姿态贴近摄影测量所建模型纹理细节得到了很大提升，表面拉花现象大幅减少。模型影像的感知对比度质量指数(PCQI)较大，自然图像质量评价(NIQE)值较低。PCQI和NIQE两种指标结果都表明左右偏斜45°、上下偏斜30°的模型影像质量优于其他偏斜角度对照组。多姿态贴近摄影测量优于普通贴近摄影测量，能较好地减少摄影死角和减弱纹理拉花现象，模型影像质量大幅提升。