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基于无人机影像匹配点云数据的危岩监测应用研究
| 论文题名： | 基于无人机影像匹配点云数据的危岩监测应用研究 |
| 关键词： | 铁路干线;危岩监测;无人机技术;点云匹配;三维建模 |
| 摘要： | 国家“十四五”规划及西藏中长期铁路规划，西藏将新建和改建十余条铁路干线。铁路大规模修建和开发会引发连锁地质灾害。岩体在地质作用和外力作用下产生变形，对公路、铁路等交通道路及周边人员等构成威胁。大量桥隧比、人员无法抵达的问题凸显，无人机具有方便快捷、覆盖面广的优势，可以代替人员进行危岩监测。在此背景下，本文选取新建和改建铁路干线中无法避免的危岩灾害为对象，主要研究采用无人机影像匹配点云数据对危岩监测的技术应用方法，通过校园试验、野外试验、工程实践三方面手段开展研究。 采用校园试验，归纳利用无人机管家、ContextCapture Center Master、Inertial-Explorer等软件生成点云模型的途径和技术，对无人机影像匹配点云模型以及机载雷达生成点云模型在功能、技术、生成方式、精度等方面进行对比。试验中以RTK控制点数据作为基准点进行精度分析，得到无人机匹配点云模型的平均中误差小于机载雷达点云模型，且符合危岩监测的精度要求。进而建立以无人机三维建模、点云识别的危岩移动监测的技术体系。 通过野外试验，检验无人机影像匹配在危岩监测中的应用。试验数据通过Trimble RealWorks、cloud compare两个不同点云对比手段进行点云变化区域可视化处理，对危岩位移变化监测。试验结果可以清晰测量出危岩变化距离、范围。通过cloud compare软件实现梯度滤波算法、CSF过滤算法、Bilateral滤波算法三种滤波算法，对比滤波算法之后成图效果。 通过参与在建川藏铁路迫龙沟附近拉月隧道二号横洞灾害监测工作，将研究内容中对于无人机影像匹配点云生成流程方法；利用无人机倾斜影像生成的点云数据，进行危岩位移变化监测方法等手段定期进行隧道上端危岩变形监测，配以其他传感器监测手法，对实际施工中的川藏铁路修建进行危岩及灾害监测。 本研究通过研究无人机三维建模、点云数据，探究一种可行的危岩监测的应用方法，对难以到达、观测困难的区域实现利用无人机倾斜影像生成的点云数据判断危岩移动距离，通过研究减轻危岩对于铁路修建和今后运行造成的经济损失和威胁，同时也为无人机点云数据的应用提供一种新的思路。 |
| 作者： | 廖昕 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 李俊杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西藏大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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