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无人机技艺在地质灾祸危急性评价课程的应用与推广

发布时间:2020-04-07 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    无人机技艺在地质灾祸危急性评价课程的应用与推广作者:未知  摘要:在科学技艺高速成长的配景下,代表科技前沿的高校,引入高效、高精度的无人机技艺进行地质灾祸危急性评价成为高校本科讲授的严重局部。对付地质灾祸危急性评价专业课程,应用无人机技艺进行灾祸体的三维建模、信息提取及灾祸评价成为本科教诲人才模式的鼎新立异的重点,更是提高学徒工程实践才力、工程设计才力和工程立异才力的严重手腕。本文联合桂林理工大学地质灾祸评价专业新技艺、新要领的课程建设与推广实例,归纳剖析无人机技艺在科学切磋和实践应用方面的上风,凸显无人机技艺在本科讲授中人才造就的严重性,为地质灾祸评价专业讲授与实践教诲供给理论根本。
  关头词:无人机技艺;地质灾祸评价;三维建模;信息提取
  中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)14-0094-03
  一、引言
  桂林理工大学是一以是中间与处所共建、广西壮族自治区经管为主的综合性高校,源于1956年原国度重工业部在广西组建的桂林地质黉舍,地质学科凸起。1978年改名为桂林冶金地质学院,1993年改名为桂林工学院,2009年正式改名为桂林理工大学。地质灾祸评价课程因此天然科学和地球科学为理论根本,以地质调查、工程问题、数学地质要领和灾祸体不变性评价为首要手腕。该课程顺应国平易近经济建设和社会成长的必要,造就偏重于地质灾祸的不变性剖析与评价,凸起空中、大地、地下、陆地配景下,种种要领技艺相互共同,交织渗入,已形成科学公道、立体交织的当代化综合技艺和要领。
  颠末持久的课程建设和成长,桂林理工大学地质灾祸评价课程已经形成一套老练的讲授课程,使学徒具备地质调查、现场测绘、数据统计与谋略、灾祸体评价、灾祸办理与设计等技艺才力。兑现了理论常识和事情实践的有用联合,为用人单元所喜爱。然而,跟着科技的急剧成长,地质灾祸评价中运用传统的地质罗盘、皮尺等东西进行的地质灾祸调查已经不克不及餍足地质灾祸评价所要求的高效果和高精度的需求。单纯地选取传统学科的教学和野外实践讲授,已经不克不及餍足社会对地质灾祸评价专业人才气力的需求。无论是出产单元、科研机构或者是高档黉舍,急迫必要大量掌握急剧进行地质灾祸评价的人才,可以闇练进行现场三维建模、三维信息提取以及二次开辟的人才。若何高效、高精度地进行地质灾祸的危急性评价,出格是高陡、危急区域的评价,一直是地质事情者面对的一浩劫题,而无人机技艺的航空拍照、三维建模及三维信息提取能有用地解决这个问题[1-3]。
  综上,本文以桂林理工大学地质灾祸评价课程为例,联合其在无人机技艺应用课程建设与推广过程,归纳剖析了无人机技艺在地质灾祸评价的应用实践的课程建设与内容,对照剖析地质灾祸中无人机技艺与传统要领的上风,为地质灾祸评价课程的本科讲授与实践教诲供给理论根本。
  二、地质灾祸评价课程建设
  作为桂林理工大学地质工程专业的老牌上风学科,地质灾祸危急性评价延续水文地质工程地质专业讲授模式,重点针对广西等西南岩溶地域的岩溶塌陷、高陡边坡的危岩防治、滑坡防治进行学科建设与学徒造就;作为广西地域独一的精品课程,造就出来的学徒可以自力担负工程技艺或工程经管的才力,结业生广泛获得用人单元的好评。颠末不息地完善讲授机制和加强师资气力,我校地质灾祸危急性评价课程获得长足前进。近几年来,跟着积攒级无人机及有关三维建模软件的遍及与推广,无人机技艺在地质灾祸危急性评价的科研和工程应用讲授中受到崇尚并得以成长。今朝,该课程的讲授重点首要有三方面:高陡边坡危岩的不变性剖析与评价、滑坡的勘探与防治以及岩溶塌陷的评价与防治。同时,要修业生掌握三维建模的软件使用和运用谋略机技艺解决地质灾祸危急性评价的相关问题。
  (一)高陡边坡危岩不变性剖析与评价
  高陡边坡危岩的调查与不变性剖析是地质灾祸危急性调查的严重内容,包罗理论进修和野外现实应用。该局部内容要修业生闇练掌握危岩体的现场勘探、布局面的勘测、数据的统计与总结、赤平投影图的绘制以及危岩的不变性剖析与防治。现场勘探包罗闇练运用地质罗盘进行布局面的倾向、倾角勘测,数据的记载与统计;赤平投影图的绘制包罗赤平投影的基来源根基理、数据的统计、谋略机技艺(如:CAD、南边cass和理正软件)的应用;危岩的不变性剖析包罗掌握危岩产生的基来源根基理、危岩在各异工况环境下的不变性的展望以及危岩崩落时的运动轨迹;危岩体的防治包罗凭据现场现实前提进行有关的设计处置。
  (二)滑坡的勘探与防治
  在掌握滑坡的特性、诱發因素及办理措施理论常识根本上,议决野外现场讲授,让学徒具备运用理论常识转化为工程实践的才力。野外现场讲授首要包罗:窥察滑坡的基本特性、勘测与记载滑坡的规模、剖析滑坡的诱发因素、设计滑坡的办理措施、对照剖析滑坡办理用度及提议办理设计方案。学徒在滑坡勘探与防治的设计讲演中,必要运用CAD、南边cass软件及理正软件进行现场等高线的制作、滑坡体土方量的谋略以及如削方减载等响应办理措施的设计与用度估算。每一程序都要修业生掌握充分的理论常识,确保学徒可以进行自力承担教导项目开展事情的技艺才力。
  (三)岩溶塌陷的评价与防治
  在掌握岩溶塌陷产生的地质配景、诱发因素及办理措施理论常识根本上,议决野外现场讲授,让学徒具备运用理论常识转化为工程实践的才力。野外现场讲授首要包罗:岩溶塌陷产生的规模、各塌陷间的内涵关联、岩溶塌陷区域笼盖层厚度、办理措施与建议,剖析塌陷区域笼盖层厚度,地下水位、水位季候性颠簸幅度、岩溶易发区划分与评价、岩溶塌陷办理等有关常识。学徒在岩溶易发性评价与办理的过程中,必要运用CAD、BP神经网络及Arcgis等软件进行作图、评估与设计。岩溶塌陷评估与办理设计的每一程序都要修业生掌握充分的理论常识,确保学徒可以进行自力承担教导项目开展事情的技艺才力。
  三、无人机技艺的应用推广
  积攒级无人机的平易近用遍及化给地质灾祸危急性评价带来了一次全新革命。无人机自带定位体系,操作简略,价格便宜,数据处置简捷,数据靠得住,一台智能手机即可实时操作,成为当前猎取指标体空间数据的一种严重体式格局。无人机具有轻便、成本低、分辩率高、续航时间长、高危地域探测、影像实时传输及机动轻捷等长处而深受学者的喜爱,在防灾减灾、地舆测绘、农业林业、水利水电、公路交通等方面施展注重要作用,是人机航空遥感和卫星遥感的有力增补[4-6]。是以,行使小型无人机猎取地质体空间几个信息具有独到的上风。
         行使积攒级无人机进行地质灾祸危急性评价课程的鼎新和建设。课程首要程序为:起首行使无人机进行倾斜航拍,议决无人机相片处置软件Agisoft photoscan/contxt computer /Pix4D mappter设立灾祸体的三维模子息争译三维坐标,并评定解译的几何信息精度。在此根本上,议决GIS、CAD坐标提取插件等帮助软件大量提取边坡体各布局面的几何信息,以现实应用于灾祸体的评价。
  (一)无人机技艺猎取灾祸体地质信息
  1.积攒级无人机的倾斜航拍技艺。传统的测绘航拍为正射影像,而高陡边坡体布局面/滑坡体布局面/岩溶塌坑面的猎取要求无人机从指标体的侧面进行拍摄,并共同必然的倾斜度调解,即无人机的倾斜航拍,有别于传统意义上的正射影像。别的,切磋无人机航拍的遨游飞翔路线,相机检校和畸变订正等拍摄技艺,兑现高效遨游飞翔[7]。
  2.三维实景模子的设立和三维坐标的转化。无人机自带GPS定位体系,行使Agisoft photoscan/contxt computer/Pix4D mappter无人机相片处置软件,设立指标体的三维实景模子,进而提取和转化指标体的三维坐标,用于工程现实。
  3.完成布局面产状谋略步骤的编写,兑现从实景模子提取布局面几何信息。基于不共线的三点确定一个平面的原理,运用编程软件Visual Basic编写了却构面倾向、倾角谋略步骤,联合CAD坐标提取插件,进行实景模子点云的三维坐标提取,进而兑现实景模子布局面的几何参数提取。
  4.评定指标体布局面几何参数的精度,从而进行工程现实应用。议决根本勘测理论剖析和典型什物试拍,进行拍摄技艺和勘测精度的测试和验证。在此根本上,兑现野外指标体的布局面几何参数的提取,为后续的地质灾祸评价与响应处置供给切确数据。
  (二)硬件办法
  无人机技艺在地质灾祸危急性评价课程的技艺推广必要具备根本的硬件设备,包罗积攒级无人机和高本能的谋略机[7]。我校近年来对这方面的建设日益崇尚,离别投入经费和园地进行课程的成长与建设。今朝已经购置3台专业级无人机,正在投标购置6台精灵4pro小型无人机,此外,配备3台128G内存的事情站和事情站机房,事情站用于进行相片处置软件Agisoft photoscan/contxt computer/Pix4D mappter/Arcgis等的运行。
  (三)版权购置
  为急剧处置和猎取地质灾祸体的三维数据信息,必要运用Agisoft photoscan/contxt computer/Pix4D mappter/Arcgis等软件进行灾祸体的三维模子设立、三维模子的信息提议以及灾祸体的危急性评价与防治措施设计。是以,我校投入庞大的课程建设用度用于购置正版软件的使用权。
  四、问题与剖析
  近两年来,桂林理工大学地质灾祸危急性评价课程在无人机技艺应用与推广的课程建设方面取得了较好的成长,可是存在的问题也比力凸起。地质灾祸危急性评价的课程建设与推广急迫必要增强师资步队建设。高校西席是首要讲课者,师资步队的专业程度代表一个专业的讲授程度,也是课程建设的首要内容,是以,师资步队建设是课程建设和持续成长的有力保证。今朝,我校地质灾祸危急性评价的师资气力首要集结在以传统的评价要领进行灾祸体的评价,而在无人机的航路规划、三维实景模子的设立与信息提取、软件的二次开辟与行使方面缺少人才。课程建设与推广遇到的问题首要体如今老传授对新兴的无人机技艺具有排斥生理,同时,不克不及麻利掌握有关的遨游飞翔技艺和谋略机软件处置才力,而下手才力强、谋略机较强的西席,缺乏专业堆集和工程实践。这个问题的首要缘故是积攒级无人机的遍及与推广比来几年才崛起,应用到工程实践较少,三维实景建模的软件更新速率快,具有谋略机配景的对口西席较少。
  今朝,增强地质灾祸危急性评价课程的师资步队建设可议决以下两个方面进行,一是对现有青年西席进行种种无人机遨游飞翔操作和三维实景建模的培训,让他们闇练掌握无人机技艺在地质灾祸危急性评价中的现实应用,同时激劝以老带新,在就教本课程老传授专业堆集的过程,显现无人机技艺的高效性与适用性,袪除老传授对无人机技艺的排斥生理;二是积极引进有关范畴的专家,保留接触最前沿的科学切磋和保证无人机技艺在灾祸评价的工程现实应用,为此,桂林理工大学也出台了一系列引进专业的高薪待遇。
  五、预测
  地质灾祸危急性评价是我们不行回避的实际问题,重要地影响国度的经济建设和出产安好。在計算机技艺高速成长和无人机遍及的配景下,无人机技艺在地质灾祸危急性评价范畴带来了全新的厘革。它能高效、精准地猎取灾祸体的三维地质信息,出格是在高陡边坡区域的灾祸体。是以,闇练掌握无人机技艺对付地质灾祸评价课程,以致地质类课程的课程建设、人才造就与可持续成长都至关严重。信息化技艺的高速增进,对地质灾祸危急性评价课程提议了新的要求,针对性地进行有关范畴的切磋都有益于应用型人才和切磋型人才的才力提高,也成为该课程所面对的首要问题和将来成长所需。此外,对付具备本专业根本的本科生甚至切磋生,都日益相识到新科技、新技艺带来的课程建设与技艺厘革,越发急迫的盼望能掌握有关范畴的技艺才力。
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