• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

基于无人机技术的地质岩土工程勘察新方法

周健
  
大鑫媒体号
2024年33期
陕西地建房地产开发集团有限责任公司 陕西省西安市 710000

摘要:随着无人机(UAV)技术的飞速发展,其在地质岩土工程勘察领域的应用正逐渐成为一种新趋势。无人机搭载的高分辨率相机、多光谱传感器、激光雷达(LiDAR)等设备,能够高效地获取大范围、高精度的地质数据。这些数据不仅包括地形地貌、地表覆盖类型,还包括地质结构、岩土体分布等关键信息。基于无人机技术的勘察方法,极大地提高了数据采集的效率和安全性,减少了传统勘察方法中的人力成本和时间消耗,为地质岩土工程设计提供了更为丰富和精确的基础数据。基于此,以下对基于无人机技术的地质岩土工程勘察新方法进行了探讨,以供参考。

关键词:无人机技术;地质岩土工程;勘察新方法

引言

在地质岩土工程勘察中,面对复杂多变的地形和地质条件,传统的勘察手段往往难以满足现代工程的需求。无人机技术的引入,为这一挑战提供了创新的解决方案。无人机能够在难以到达或危险的地形中进行低空飞行,获取高清晰度的影像和详细的地理信息。这些数据通过先进的图像处理和三维建模技术,可以转化为直观的三维地质模型,为设计人员提供了一个全新的视角来理解和分析地质环境。基于无人机技术的勘察新方法,不仅提升了勘察工作的效率和质量,还为地质岩土工程的精细化设计和风险评估提供了有力的技术支持。

1无人机在地质勘探中的独特优势

无人机能够进入传统勘探方法难以触及的区域,如陡峭的山坡、深谷、森林覆盖区等。这些地区往往地形复杂,人员难以安全到达,而无人机则能够轻松飞越,进行高效的数据采集。无人机搭载的高分辨率相机、多光谱传感器、激光雷达(LiDAR)等设备,能够提供高精度的地形地貌数据和地质信息。这些数据对于地质构造分析、矿产资源评估、环境监测等具有重要价值。例如,通过无人机获取的影像数据,可以生成高精度的数字高程模型(DEM),为地质分析提供详细的三维地形信息。无人机勘探具有成本效益高的特点。与传统的地面勘探相比,无人机勘探减少了人力和物力的投入,降低了勘探成本。同时,无人机可以快速部署,短时间内完成大面积的勘探任务,提高了工作效率。无人机勘探还能够减少对环境的影响。在自然保护区、生态敏感区等地进行勘探时,无人机可以避免对地面植被和生态系统的破坏,实现环境友好型的勘探作业。无人机在应急响应和灾害评估方面也显示出其独特优势。

2无人机技术在地质岩土工程勘察中的应用

2.1空照摄影和地形测绘

无人机技术在地质岩土工程勘察中的应用之一是通过空照摄影和地形测绘来获取高精度的地理信息。无人机搭载的高分辨率相机能够在低空飞行时捕捉到地面的详细图像,这些图像经过处理后可以生成高精度的数字表面模型(DSM)和数字地形模型(DTM)。这些模型不仅能够展示地表的形态,还能够揭示地形的微小变化,对于评估地质结构、岩土体的分布和地形稳定性具有重要意义。此外,无人机空照摄影还能够快速覆盖大面积区域,与传统的地面测绘相比,大大提高了工作效率和数据采集的灵活性。通过无人机获取的地形数据,可以为工程设计提供精确的地形参考,优化施工方案,减少工程风险。

2.2矿区巡查与勘探

在矿区巡查与勘探中,无人机技术提供了一种高效、安全的方法来监测矿区的地质条件和开采活动。无人机可以搭载多种传感器,如多光谱相机、热成像相机和激光雷达,对矿区进行全面的空中巡查。这些传感器能够探测到矿区的地质结构变化、矿体分布、矿石品位以及环境变化等信息。无人机巡查不仅能够实时监控矿区的开采进度和安全状况,还能够发现潜在的地质风险,如岩层断裂、地面沉降等。无人机还能够进入人迹罕至或危险的区域进行勘探,获取难以通过传统方法收集的数据。通过无人机技术,矿区的管理和勘探工作变得更加智能化和精细化,有助于提高矿产资源的开发效率和安全性。

2.3地质灾害预警与监测

无人机能够快速响应,对可能发生地质灾害的区域进行实时监测。通过搭载的高精度传感器,无人机能够收集到地表的微小位移、裂缝发展、土壤湿度变化等关键数据。这些数据对于预测滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的发生具有重要价值。无人机监测系统可以设置为定期飞行,自动收集数据,并通过数据分析软件实时分析,一旦发现异常变化,立即发出预警。这种预警系统能够为灾害预防和应急响应提供宝贵的时间窗口,减少人员伤亡和财产损失。无人机技术在地质灾害预警与监测中的应用,极大地提高了灾害管理的效率和准确性,为保护人民生命财产安全提供了有力支持。

3基于无人机技术的地质岩土工程勘察新方法

3.1熟练掌握无人机飞行原理和操作技巧

在地质岩土工程勘察中,无人机(UAV)的操作是一项高度专业化的技能。为了确保勘察任务的顺利进行,操作人员必须熟练掌握无人机的飞行原理,包括但不限于空气动力学、飞行控制系统、导航定位技术等。这些基础知识是理解无人机如何在不同气象条件和地形环境下稳定飞行的关键。操作人员还需要通过专业的培训和实践,掌握无人机的操作技巧,如起飞、降落、悬停、航线规划、紧急情况处理等。这些技巧的熟练运用,不仅能够提高数据采集的效率,还能确保无人机在复杂环境中的飞行安全。因此,对无人机飞行原理和操作技巧的深入理解和实践,是进行高效、安全地质岩土工程勘察的前提。

3.2确保无人机飞行安全,避免碰撞和坠毁

无人机在地质岩土工程勘察中的应用,安全始终是首要考虑的因素。为了确保飞行安全,操作人员必须采取一系列预防措施。进行飞行前的全面检查,包括无人机的机械结构、电子设备、电池状态等,确保所有部件都处于良好工作状态。选择合适的飞行区域,避开人口密集区、禁飞区以及存在障碍物的区域。在飞行过程中,应实时监控无人机的飞行状态和周围环境,使用避障系统来预防碰撞。此外,制定应急预案,一旦发生异常情况,能够迅速采取措施,如自动返航或手动控制,以避免坠毁。通过这些措施,可以最大限度地减少飞行事故的风险,保障勘察任务的安全进行。

3.3根据勘察任务选择合适的无人机型号和配置

在地质岩土工程勘察中,选择合适的无人机型号和配置对于获取高质量的勘察数据至关重要。不同的勘察任务对无人机的性能要求不同,例如,地形测绘可能需要搭载高分辨率相机的无人机,而地质结构分析则可能需要配备激光雷达(LiDAR)的无人机。因此,在选择无人机时,应根据勘察任务的具体需求,考虑无人机的飞行时间、载荷能力、稳定性、数据传输和处理能力等因素。同时,无人机的配置也应与勘察任务相匹配,如选择合适的传感器、相机分辨率、数据存储和处理设备等。通过精心选择和配置无人机,可以确保勘察数据的质量和准确性,为地质岩土工程的设计和分析提供可靠的信息支持。

结束语

未来,随着无人机技术的不断进步,以及与之配套的数据处理和分析软件的完善,无人机在地质岩土工程勘察中的应用将更加广泛和深入,为工程建设提供更为强大的技术支撑,推动整个行业的技术革新和发展。我们期待这一技术能够为地质岩土工程领域带来更多的创新和突破,确保工程项目的成功实施和可持续发展。

参考文献:

[1]陈雅雯.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用[J].技术与市场,2024,31(05):100-103.

[2]马益友.复杂地形地质条件下岩土工程勘察实践研究[J].冶金与材料,2024,44(04):52-54.

[3]孙洁.岩土工程勘察中存在的问题及对策[J].新疆有色金属,2024,47(02):58-59.

[4]班海龙.岩土工程勘察质量控制与提升策略研究[J].工程建设与设计,2024,(07):273-275.

[5]王民豪,齐康,张小平,等.无人机航测技术在岩土工程中的应用探讨[C]//《施工技术》杂志社,亚太建设科技信息研究院有限公司.2023年全国土木工程施工技术交流会论文集(下册);2023:3.

*本文暂不支持打印功能

monitor