[发明专利]联合无人机和探地雷达的工程堆弃体量测量方法

权利要求书

1.一种联合无人机和探地雷达的工程堆弃体量测量方法，其特征在于：通过率定探地雷达在堆弃体中的传播速率，测定堆弃体下表面高程，通过无人机航拍及控制点位布设获取堆弃体上表面高程，利用GIS计算堆弃体上下表面高程差即可计算出堆弃体量；

所述测量方法具体包括如下步骤：

步骤一：率定探地雷达电磁波传播速率：随机在堆弃体表面选取至少3段已知长度线段，构成至少3条线，通过已知点位之间的距离Z以及脉冲波双程走时t，通过多次测量取平均值即可计算电磁波在堆弃体中的传播速率v：

其中X为探地雷达发射天线与接收天线距离；

步骤二：对步骤一得到的电磁波速率v通过查表验证堆弃体介质类型，确定介质类型后，按照如下公式获取电磁波在堆弃体介质中的传播速率v'：

式中：c₀为电磁波在真空中传播速率，μ为磁导率，ω为电磁波频率，σ为电导率，ε为介电常数；

步骤三：采用无人机对堆弃体进行全方位航拍，并通过定位仪布设控制点，利用三维模型制作软件对野外航拍无人机影像进行处理，通过几何纠正、图像配准和图像融合，三维模型制作软件自动进行三维重建、点云密集匹配、地形建模过程，利用定向坐标构建不规则的三角网，对三角网进行格网间距设置，内插高程点，得到数字正射影像DOM及数字地表模型DSM，通过控制点即可得知堆弃体上表面范围内各点的高程数据；

步骤四：对步骤三得到的堆弃体航拍影像图进行解析，确定堆弃体下表面边界；沿堆弃体表面横向及竖向布设测线，将堆弃体分割为不同大小的网格；采用探地雷达对不同测点进行堆弃体深度测量，通过电磁波双程走时t'及步骤二计算得到的电磁波速率v'即可计算出堆弃体不同测点的深度值，结合步骤三上表面高程数据可以得到堆弃体下表面高程数据；

步骤五：将步骤三获得的堆弃体上表面高程值及步骤四获得堆弃体下表面高程值输入ArcGIS软件中，通过3D Analyst工具构建堆弃体的完整三维模型，计算堆弃体量。

2.如权利要求1所述的联合无人机和探地雷达的工程堆弃体量测量方法，其特征在于：所述步骤三中使用的定位仪为中海达Qmini A5/A7GPS定位仪。

3.如权利要求1所述的联合无人机和探地雷达的工程堆弃体量测量方法，其特征在于：所述步骤三中使用的三维模型制作软件为Agisoft Photoscan Professional软件。

4.如权利要求1所述的联合无人机和探地雷达的工程堆弃体量测量方法，其特征在于：所述探地雷达固定在探地雷达推车上，可根据需要将探地雷达进行移动。