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灾害来临 ,看倾斜摄影如何大显身手

2017年5月31日 - 行业案例

传统的遥感传感器通过垂直成像方法只能获取地球表面物体的单一视角影像特征和平面几何信息,无法从中提取建筑物的立面和三维信息;

但倾斜摄影技术获取建筑物立面影像的特点,使其具有传统遥感无法比拟的优势。

 

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成的损失和社会影响深。使用高分辨率遥感影像进行大范围灾区建筑物和道路损毁评估是目前综合防灾减灾应用的重要技术手段

然而,常规的遥感传感器通过垂直成像方法只能获取地球表面物体的单一视角影像特征和平面几何信息,无法从中提取建筑物立面和三维信息,给建筑物架构性损毁的精准评估造成了困难。

 

在正下视遥感影像中表现为完好的严重损毁民房

在正下视遥感影像中表现为完好的严重损毁建筑物

 

如图所示,已经产生巨大裂缝的严重损毁房屋,和已发生倾斜的严重损毁城区建筑物,在正下视遥感影像中却表现为完好或仅仅轻微受损。

倾斜影像弥补了传统航空影像遮挡严重、缺乏立面信息的缺陷,为建筑物三维精细结构的识别与提取提供了丰富的光谱、纹理、形状等信息,而且还能利用先进的定位技术,嵌入精确的地理信息。

 

五个方向镜头航空倾斜摄影系统工作示意图

五个方向镜头航空倾斜摄影不同视角的成像结果

2008年的汶川地震是建国以来影响最大的一次地震,直接严重受灾地区达10万平方公里,而北川作为重灾区,地势崎岖、气候多阴雨,成为测绘实施最困难区域。

测绘团队通过倾斜摄影技术经过一个月的拍摄采集工作,北川地震遗址 25 平方公里的倾斜影像数据全部采集完成,所采集到的倾斜影像图单张像素高达 5000 万,下视影像像片倾角基 本 都 小 于 8%,同 时 POS 系 统 的平 面 精 度 都 优 与2cm,航向精度优于 0.008 °,其数据对国内地质灾害预测预防、灾后救援、防控减灾等工作都起着极为重要的作用。

 

航空飞行测量使用的飞机

北川倾斜摄影采集范围示意图

随着摄影测量学的快速发展,以无人机为载体的垂直摄影和倾斜摄影技术成果都已经成为测绘的主产品。

无人机成为倾斜摄影主要载体

 

2014年8月3日,在云南省昭通市鲁甸县发生6.5级地震,震源深度12千米,余震1335次。鲁甸地震中,由于地震灾区特殊的地质结构,在一些塌方严重的区域救援人员很难爬上斜坡勘察地形。

北京红鹏的测绘人员应用无人机在塌方点的一处小楼楼顶完成起降,7min的时间完成10万平方米的作业飞行, 通过数据现场拷贝,两个小时后即生成了该区域的三维立体模型。

 

央视新闻30分报道无人机鲁甸救灾

三维地图可以非常清晰地“透视”坍塌房屋的全貌, 无人机的拍摄精度是4cm,通过电脑操作,俯视图、仰视图,360度旋转各个角度,灾害点的全貌一览无遗,就连垮塌房屋木梁上纹路都清晰可见。

鲁甸救灾倾斜摄影三维模型

轻点鼠标,所有标志物的长度、宽度、高度迅速出现,根据这些数据,技术人员可以计算出滚石可能下滑的方向和力量、山体崩塌的方向、冲击力大小和距离的远近,对灾民安置点的选择、灾后重建的方案设计提供更加详实准确的依据。

 

2015年12 月 20 日,广东深圳市光明新区凤凰社区恒泰裕工业园发生滑坡

 

滑坡现场三维立体模型

滑坡点前后影像对比

测绘地理信息企业也积极行动起来,充分发挥技术优势,全力投入到抢险救灾中。利用无人机及时获取了灾区高分辨率影像,随后迅速生成三维立体模型,灾区全貌一览无余。由于这一模型带有可量测的基础地理信息要素,技术人员据此计算出滑坡土石方量约 170 万方、受灾面积约 0.2 平方公里,并将这些图件和数据第一时间提供给国务院应急办和国土资源部,又一次彰显了测绘地理信息工作在应急救灾中的重要作用。

 

WISH3D(▷www.wish3d.com)是一个三维数据的在线展示、分享、交流应用平台。网站致力于打造三维数据的在线交流平台,为用户提供海量数据云服务。

Wish3D里也有很多用于灾害管理的倾斜摄影三维模型:通过对山区及周边进行建模,进行雷劈山灾害分析;通过对矿山区建模,了解排洪口的位置为洪涝灾害调度提供依据;通过对滑坡地区建模,及时获取灾区全貌。

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