大坡度地質(zhì)露頭高分辨率無人機(jī)影像采集方法與建模實(shí)踐*

盛 輝 段政明 劉善偉 曾 喆 馮建偉

中國石油大學(xué)(華東)海洋與空間信息學(xué)院，山東青島 266580

1 概述

地下巖體、地層和礦床等露出地表后形成野外地質(zhì)露頭，其中蘊(yùn)含有豐富的地質(zhì)信息。對(duì)野外地質(zhì)露頭的觀察、研究能夠最直接、最有效地獲取地下地層信息，為地質(zhì)科學(xué)研究提供重要的資料(劉學(xué)鋒等，2015)。隨著三維建模技術(shù)的日漸成熟，地質(zhì)露頭三維模型因能夠真實(shí)還原地質(zhì)露頭野外場景而得到較快發(fā)展，是地質(zhì)考察領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

早期地質(zhì)露頭建模方法主要利用地面三維激光掃描儀采集地質(zhì)露頭的點(diǎn)云信息，并結(jié)合相機(jī)采集的照片構(gòu)建地質(zhì)露頭三維模型(劉學(xué)鋒等，2015)。但由于三維激光掃描儀價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、存在較大盲區(qū)且野外架設(shè)困難，難以得到廣泛應(yīng)用(朱凌和石若明，2008；邱亞輝等，2019)。計(jì)算機(jī)和傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，使得利用影像數(shù)據(jù)構(gòu)建地質(zhì)露頭模型成為可能。目前國內(nèi)印森林等(2018)采用工業(yè)級(jí)無人機(jī)搭載五鏡頭傾斜相機(jī)，建立了山西坪頭鄉(xiāng)局部的地表三維模型，用于地質(zhì)露頭研究。但因航高固定導(dǎo)致模型的地表空間分辨率隨地形起伏而變化較大(5～10icm)，無法分辨和識(shí)別細(xì)礫巖、砂巖、裂縫和小型紋理等地質(zhì)現(xiàn)象。萬劍華等(2019)利用多旋翼無人機(jī)和相機(jī)結(jié)合構(gòu)建新疆一間房等地露頭模型，模型分辨率較高，但是未對(duì)露頭精度進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證。

本研究針對(duì)大坡度、人員無法到達(dá)區(qū)域地質(zhì)露頭的影像采集方法……