[发明专利]一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法

权利要求书

1.一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法，其特征在于，技术步骤包括：S1：根据边坡特征现场布设并测量像控点；S2：利用小型无人机遥感系统现场采集边坡高清像片；S3：通过数字摄影测量处理并加入像控点生成边坡三维点云；S4：检验并优化生成具有高绝对位置精度的边坡三维点云；S5：高精度配准前后两期边坡三维点云；S6：基于前后两期高精度遥感成果的边坡变形检测及量算。

2.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法，其特征在于，所述步骤S1中像控点的控制测量，应选择与无人机遥感监测相匹配的高精度、快速度、方便施测的技术方法，能够选择GPSRTK测量技术；在GPS定位条件受限区域应选择全站仪测量技术；在人类无法涉足、反射条件较好的高陡岩质边坡，选择免棱镜全站仪测量技术；对于环境条件复杂边坡，可以综合考虑上述多种技术相结合；

所述步骤S1中边坡像控点的现场选择或布设，应该覆盖边坡并适当向外延伸的范围内，对于在无人机采集像片上可以清晰可辨的特征点，如房屋、公路、出露基岩，可以直接选择和标识后作为像控点；对于无直接可辨特征点的位置，则需在地面放置像片上可以清晰可辨的辅助标志，如白色背景中的黑色十字，以标识像控点位置；所有像控点分布尽量均匀，构成等边三角网或四边形网；像控点的布设应在无人机采集边坡像片之前完成，以保证像片上可以清楚分辨所有像控点位置；所述步骤S1中像控点的测量应该包括所有像控点的高精度三维坐标，测量时间不受无人机采集像片时间限制，可在任意时刻进行，如在采集同时进行测量，则应保证像控点标识不被遮挡，仍能在像片上清晰可见。

3.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法，其特征在于，所述步骤S2中适于边坡高清像片采集的小型无人机遥感系统由多旋翼小型无人机、地面控制站以及终端监视器构成，小型无人机机体采用多旋翼机身，无人机配备飞行控制系统以及高精度GPS模块，可以实现无人机按照事先设定的航线进行自主飞行，也可以按照事先设定的速度或距离自主拍照；无人机上挂载1800万像素分辨率以上的普通数码相机或单反相机，为减少拍照时的抖动加装稳定云台；地面监控站安装飞行控制软件，起飞前可进行无人机各模块的调试以及参数设置，还能够进行航线规划设定，飞行过程中可以实时监控无人机的飞行位置以及各类飞行参数；所述步骤S2中针对边坡范围进行航线规划，航线采用网格模式，航线应保证像片的航向重叠率至少在75%以上，旁向重叠率在60%以上，航线在高度上应动态调整以适应边坡高程变化特征，航拍过程中要始终保持无人机距离地表高度值相对固定，通常在50米~200米之间。应在边坡坡脚位置设置起始航线，逐渐向上直到边坡坡顶位置设置结束航线。无人机飞行速率应在10米~20米/秒之间，相机拍摄速率应不低于1秒/张；所述步骤S2中小型无人机采集边坡像片应保证清晰、覆盖范围完整、满足重叠率要求。

4.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法，其特征在于，所述步骤S3中基于像控点的边坡三维点云坐标校正，应挑选S1中布设和测量的占70%左右数量的像控点，并保证被挑选像控点由边坡范围内外点共同构成，且分布尽量均匀。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于小型无人机遥感的边坡变形检测及量算方法，其特征在于，所述步骤S3中反映真实地形的边坡密集三维点云生成，应首先对边坡稀疏三维点云进行去噪处理，包括去除孤立点云、去除真实地形表面覆盖物点云，优化生成反映真实地形的边坡稀疏三维点云，然后再对稀疏点云进行插值计算生成边坡密集三维点云。