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国土资源遥感  2020, Vol. 32 Issue (3): 136-142    DOI: 10.6046/gtzyyg.2020.03.18
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基于无人机遥感的地质信息提取——以柳江盆地为例
连会青1(), 孟璐1(), 韩瑞刚1, 杨艺1, 余标2
1.华北科技学院安全工程学院,廊坊 065201
2.中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 100083
Geological information extraction based on remote sensing of unmanned aerial vehicle: Exemplified by Liujiang Basin
LIAN Huiqing1(), MENG Lu1(), HAN Ruigang1, YANG Yi1, YU Biao2
1. School of Safety Engineering, North China University of Science and Technology, Langfang 065201, China
2. School of Water Resources and Environment, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China
全文: PDF(4447 KB)   HTML  
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摘要 

为解决传统地质勘察工作量大、效率低,难以对高边坡地质点进行信息提取的问题,以河北省秦皇岛市柳江盆地为研究对象,选取东部落和潮水峪2个观察点,采用无人机倾斜摄影测量技术获得研究区影像数据,利用Context Capture软件将生成的影像构建高分辨率三维实景模型,在Acute 3D viewer中对三维模型进行地质信息识别与提取。具体包括提取区域经纬度、高程、两点间的距离、垂直距离等基本信息; 识别断层并计算出断层走向、倾向、倾角; 识别岩石的种类与性质,并计算得到岩石出露的周长、表面积、体积值等数据。结果表明: 提取结果与野外实测具有较好的一致性,能够达到识别地质现象、提取地质量化信息的目的,说明本研究采取的方法对无人机遥感技术在地质信息识别与提取上具有实用意义。

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连会青
孟璐
韩瑞刚
杨艺
余标
关键词 倾斜摄影无人机影像三维建模地质信息柳江盆地    
Abstract

In order to solve the problem that the traditional geological survey has a large workload and low efficiency and that it is impossible to extract information from high slope geological points, the authors chose the Liujiang Basin in Qinhuangdao City, Hebei Province, as the research object. Oblique photogrammetry technology was used to obtain the image data of the study area. The generated image was used to construct a high-resolution 3D real-world model using the Context Capture software. The 3D model was identified and extracted in the Acute 3D viewer, including the extracted area’s latitude, longitude, and elevation. Several pieces of basic information were extracted, such as the distance between two points, the vertical distance, identification of the fault and calculation of the fault’s strike, tendency, and inclination, identification of the type and nature of the rock, and calculation of data such as perimeters, surface area, and volume value of the exposed rock. The results show that the extraction results are in good agreement with field measurements and can achieve the purpose of identifying geological phenomena and extracting geological quantitative information. It is shown that the method adopted in this paper has practical significance for geological information identification and extraction of UAV remote sensing technology.

Key wordsoblique photography    drone image    three-dimensional modeling    geological information    Liujiang Basin
收稿日期: 2019-11-06      出版日期: 2020-10-09
:  P642  
  TP79  
基金资助:国家自然科学基金面上项目“砂岩结构与渗透性尺度转换关联研究”(51774136);国家重点研发计划项目课题“水灾应急决策支持专家系统”(2017YFC0804108);河北省自然科学基金重点项目“砂岩微观结构分形特征与宏观渗透性关联性研究”(D2017508099)
通讯作者: 孟璐
作者简介: 连会青(1975-),女,博士,教授,主要从事矿井水文地质等方面的研究。Email: 2366884370@qq.com
引用本文:   
连会青, 孟璐, 韩瑞刚, 杨艺, 余标. 基于无人机遥感的地质信息提取——以柳江盆地为例[J]. 国土资源遥感, 2020, 32(3): 136-142.
LIAN Huiqing, MENG Lu, HAN Ruigang, YANG Yi, YU Biao. Geological information extraction based on remote sensing of unmanned aerial vehicle: Exemplified by Liujiang Basin. Remote Sensing for Land & Resources, 2020, 32(3): 136-142.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2020.03.18      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2020/V32/I3/136
Fig.1  大疆御Mavic 2pro专业版型无人机
项目 参数 项目 参数
质量/g 907 最大飞行高度/m 6 000
抗风等级 5级 最大上升速度/(m·s-1) 5(s模式)
4(p模式)
悬停时间/min 29 携带相机 L1D-20c哈苏相机
镜头等效焦距/mm 28 障碍物感知范围 全向感知系统(前后下双目视觉系统,
左右单目视觉系统,上下红外传感器)
Tab.1  大疆御Mavic 2pro专业版型无人机参数
观察点 航向重
叠率/%
旁向重
叠率/%
相机倾斜
角/(°)
航拍面
积/m2
飞行高
度/m
飞行速度/
(m·s-1)
东部落 85 80 45 123×183 107 5
潮水峪 85 80 45 27×55 40 5
Tab.2  观察点无人机参数设定
Fig.2  生成三维实景模型流程
Fig.3  研究区三维实景模型
Fig.4  东部落观察点三维模型示意图
顶点 经度/(°) 纬度/(°) 高程/m
A E119.636 590 0 N40.135 782 6 175.10
B E119.636 925 4 N40.136 275 2 125.60
C E119.637 615 9 N40.135 351 8 125.60
a E119.636 136 1 N40.137 517 1 171.08
b E119.636 618 6 N40.137 848 0 119.50
c E119.636 808 9 N40.137 429 8 119.50
Tab.3  三角面各点坐标信息
Fig.5  三角面示意图
Fig.6  潮水峪观察点三维模型示意图
Fig.7  岩样
Fig.8  岩层面示意图
类别 距离/m 垂直距离/m 倾角θ/(°)
纹理1(ab) 4.49 0.26 3.3
纹理2(cd) 2.90 0.33 6.5
纹理3(ef) 3.43 0.34 5.7
Tab.4  纹理信息
Fig.9  岩石信息提取过程
Fig.10  体积计算示意图
类别 采样距离/m 周长/m 面积/m2 体积/m3
岩石1(灰岩) 2.70 228.77 1 717.00 19 025.02
侵入岩2(闪长玢岩) 0.41 25.40 38.29 245.14
侵入岩3(辉绿岩) 0.43 24.73 24.49 206.23
Tab.5  裸露岩石数据
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