CN109669198A - 基于rtk技术的无人机地质滑坡监测预警方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GNSS RTK技术的无人机地质滑坡监测预警方法及***，该方法包括如下步骤(1)在待监测的地质滑坡堆体上均匀安装数个监测点，在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域均匀安装有数个参考点；(2)采用以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机对监测点和参考点进行航测；(3)将航测得到的监测点和参考点的三维空间数据回传至数据分析预警中心，数据分析预警中心对数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时结合气象数据进行预警。本发明通过监测点和参考点取代了GPS监测机，通过搭载GNSS RTK实时差分定位技术的无人机对监测点和参考点进行航测，实现对滑坡堆体的监测与预警。
Description
技术领域
本发明涉及地质滑坡监测技术领域，具体涉及一种基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法及其***。
背景技术
目前，关于地质滑坡监测主要是通过GPS地质滑坡自动化监测技术实现。GPS地质滑坡自动化监测技术主要包括2种方案，一是用于用几台GPS接收机，由人工定期到监测点上观测，对数据实施处理后进行变形分析与预报；②在监测点上建立无人值守的GPS观测***，通过软件控制，实现实时监测解算和变形分析、预报。虽然上述两种方法均能实现对地址滑坡的监测与预警，但是其存在：1、价格昂贵，由于每个监测点都需要安装GPS接收机，每个滑坡地质区至少安装4个，其费用相当高；2、***建设复杂，由于滑坡堆体的条件恶劣，在其上安装避雷针、供电***和通讯装置困难；3、监测点选择自由度低，监测用的GPS接收机需要远离干扰的设备，如高压线、变压器、无线电台等，且周围也不允许有房屋、围墙、广告牌、山坡、大面积水域等信号反射物；综上所述，亟需一种新的可行性和可靠性强的监测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、***监测简单且监测点安装自由度高的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法及其***。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法，包括如下步骤：
(1)在待监测的地质滑坡堆体上均匀安装数个监测点，在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域均匀安装有数个参考点，且监测点和参考点的颜色不同；
(2)采用以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机对监测点和参考点进行航测，且航测时的无人机采用同一飞行作业方式，且航测次数至少两次，第一次为安装监测点和参考点后进行航测，且第一次航测数据为原始数据；
(3)将多次航测得到的监测点和参考点的三维空间数据回传至数据分析预警中心，数据分析预警中心对多组监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时结合气象数据进行预警。
进一步地，所述监测点和参考点的结构相同，它们包括主体、以及设置在主体顶部的钉帽和设置在主体底部的钉脚。
进一步地，所述监测点至少设置5个。
进一步地，所述参考点至少设置3个。
本发明还提供了一种基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***，包括以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机、数据分析预警中心、数个监测点和参考点，数个所述监测点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体上，数个参考点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域，以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机采用同一飞行作用对参考点和监测点进行多次航测，并将航测得到的多组监测点和参考点的三维空间数据传输给数据分析预警中心，数据分析预警中心对航测得到的多组监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时可结合气象数据进行预警。
进一步地，所述监测点和参考点的结构相同，它们包括主体、以及设置在主体顶部的钉帽和设置在主体底部的钉脚。
进一步地，所述监测点至少设置5个。
进一步地，所述参考点至少设置3个。
本发明通过监测点和参考点取代了GPS监测机，通过搭载GNSS RTK实时差分定位技术的无人机对监测点和参考点进行航测，实现对滑坡堆体的监测与预警，成本低，***监测简单且监测点安装自由度高。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明的***结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例提供的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法包括如下步骤：
(1)在待监测的地质滑坡堆体上均匀安装数个监测点，在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域均匀安装有数个参考点，且监测点和参考点的颜色不同；所述监测点和参考点的结构相同，其结构与“图钉”相似，均包括主体、以及固定安装在主体顶部的钉帽和底部的钉脚，所述钉帽为圆盘结构，其表面涂有不同的颜色，监测点的颜色相同，参考点的颜色相同，可根据需要钉帽涂有一种或几种颜色，几种颜色均匀相间，优先选择红色、黄色等亮色，比较容易辨识的颜色；所述钉脚为不短于100cm的金属钉子结构，便于安装，根据滑坡堆体的面积安装监测点的数量及位置，原则是监测点均与安装在滑坡堆体上，但至少设置5个监测点，若是5个监测点则安装在滑坡堆体的面积上4个角以及1个中心。所述参考点的钉帽颜色与监测点的钉帽颜色明显差别，安装在滑坡堆体四周地质稳定的土质上，作为参照点，数量根据滑坡堆体的边长决定，但至少设置3个，3个参考点均匀设置。
(2)采用以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机对监测点和参考点进行航测，且航测时的无人机采用同一飞行作业方式；具体地，采用搭载GNSS RTK差分定位***的极飞智能地理测绘无人机，该无人机具有两千万像素光学镜头和最小地面分辨率3CM，所述同一飞行作业方式是指同一测区规划、同一坐标系设置、同一航高、同一飞行速度、同一航向和傍向重叠率，以减少因无人机飞行的方式不同造成的测量误差，航测的次数根据监测需求进行，但至少两次，一次为初始数据，为安装监测点和参考点好之后立马进行的航测，后面的航测根据间隔进行。
(3)将航测得到的监测点和参考点的三维空间数据回传至数据分析预警中心，数据分析预警中心对监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时结合气象数据进行预警。
实施例2
如图2所示，本实施例的提供的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***包括已搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机、数据分析预警中心、数个监测点和参考点。
数个所述监测点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体上，数个参考点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域，所述监测点和参考点的结构相同，其结构与“图钉”相似，均包括主体、以及固定安装在主体顶部的钉帽和底部的钉脚，所述钉帽为圆盘结构，其表面涂有不同的颜色，监测点的颜色相同，参考点的颜色相同，可根据需要钉帽涂有一种或几种颜色，几种颜色均匀相间，优先选择红色、黄色等亮色，比较容易辨识的颜色；所述钉脚为不短于100cm的金属钉子结构，便于安装，根据滑坡堆体的面积安装监测点的数量及位置，原则是监测点均与安装在滑坡堆体上，但至少设置5个监测点，若是5个监测点则安装在滑坡堆体的面积上4个角以及1个中心。所述参考点的钉帽颜色与监测点的钉帽颜色明显差别，安装在滑坡堆体四周地质稳定的土质上，作为参照点，数量根据滑坡堆体的边长决定，但至少设置3个，3个参考点均匀设置。
以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机采用同一飞行作用对参考点和监测点进行多次航测，并将航测得到的监测点和参考点的三维空间数据传输给数据分析预警中心，具体地，采用搭载GNSS RTK差分定位***的极飞智能地理测绘无人机，该无人机具有两千万像素光学镜头和最小地面分辨率3CM，所述同一飞行作业方式是指同一测区规划、同一坐标系设置、同一航高、同一飞行速度、同一航向和傍向重叠率，以减少因无人机飞行的方式不同造成的测量误差。
数据分析预警中心对航测得到的多组监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时可结合气象数据进行预警。
采用实施例1的方法或实施2的***对某一滑坡堆体进行监测。
在具体的航测参考点和监测点的过程，无人机对坐标的绝对精度可达到厘米级(水平小于20CM，高程小于50CM)，而在同一架次的航测中点与点的相对精度更高，经实测对比水平和高程误差均小于5CM。
以下为参考点的两次航测的三维坐标对比表。
表1参考点的三维坐标平差系数计算表
参考点安装在稳定的地质上，用于为监测点提供平差对照，即使在同一测区进行重复航测时，所有参数：地块规划、飞行线路、航高、航速、航向重叠率和傍向重叠率、地面分辨率等指标均保持首次设置，但仍会出现***误差。对于监测点需按照参照点的平差系数进行修正后，再进行水平和高度位移的计算。
具体对成都某地滑坡堆体进行航测获得的数据，以下为监测点的两次航测的三维坐标对比表。
表2监测点的三维坐标换算方位角距离
| 监测点 | X0 | Y0 | X1 | Y1 | 角度1 | 角度2 | 距离 |
| 1 | 443193.4558 | 3388133.0977 | 443244.4666 | 3388118.3404 | 106.1350 | 106°8′6.1″ | 53.10253873 |
| 2 | 443228.7409 | 3388160.1176 | 443248.3737 | 3388154.2949 | 106.5193 | 106°31′9.53″ | 20.4780534 |
| 3 | 443225.7703 | 3388179.8010 | 443239.6390 | 3388191.8898 | 48.9226 | 48°55′21.43″ | 18.39782392 |
表3监测点的高程变化值
| 监测点 | Z0 | Z1 | DZ |
| 1 | 513.968 | 500.612 | -13.356 |
| 2 | 510.842 | 505.185 | -5.657 |
| 3 | 511.608 | 509.095 | -2.513 |
上述表中的是X0向X1移动，通过对航测得到的监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时可结合气象数据进行预警。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在待监测的地质滑坡堆体上均匀安装数个监测点，在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域均匀安装有数个参考点，且监测点和参考点的颜色不同；
(2)采用以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机对监测点和参考点进行航测，且航测时的无人机采用同一飞行作业方式，且航测次数至少两次，第一次为安装监测点和参考点后进行航测，且第一次航测数据为原始数据；
(3)将多次航测得到的监测点和参考点的三维空间数据回传至数据分析预警中心，数据分析预警中心对多组监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时结合气象数据进行预警。
2.根据权利要求1所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法，其特征在于：所述监测点和参考点的结构相同，它们包括主体、以及设置在主体顶部的钉帽和设置在主体底部的钉脚。
3.根据权利要求1所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法，其特征在于：所述监测点至少设置5个。
4.根据权利要求1所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警方法，其特征在于：所述参考点至少设置3个。
5.一种基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***，其特征在于：包括以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机、数据分析预警中心、数个监测点和参考点，数个所述监测点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体上，数个参考点均匀安装在待监测的地质滑坡堆体***地质稳定的区域，以搭载GNSS RTK***的地理测绘无人机采用同一飞行作用对参考点和监测点进行多次航测，并将航测得到的多组监测点和参考点的三维空间数据传输给数据分析预警中心，数据分析预警中心对航测得到的多组监测点和参考点的三维空间数据进行解算分析，获得滑坡堆体的空间运行轨迹和趋势，同时可结合气象数据进行预警。
6.根据权利要求5所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***，其特征在于：所述监测点和参考点的结构相同，它们包括主体、以及设置在主体顶部的钉帽和设置在主体底部的钉脚。
7.根据权利要求5所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***，其特征在于：所述监测点至少设置5个。
8.根据权利要求5所述的基于GNSS RTK定位技术的无人机地质滑坡监测预警***，其特征在于：所述参考点至少设置3个。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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