施工技术
CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2020
年 6月
第
49 卷增刊
基 于 消 费 级 无 人 机 的 公 路 滑 坡 三 维 建 模 研 究
魏 红 兵 1，谢 伟 2，3，陈 水满 4
(1. 中交第四公路工程局有限公司 ，北京 100022 ;2. 西南 石油大学 ，四川 成都 610500 ;3. 中国科学院
海西 研究院 泉州装备制 造研究 所，福建 泉州 362216 ;4. 福建省南平 市公路局 ，福建南平 353000 )
［摘要 ］公路 滑坡是常见 的公路 边坡灾害，针对传统公路 滑坡三维建 模存在过程繁琐、耗资巨大等 问题，提出基于 消
费级无人机 的公路 滑坡三维建 模研究 。选择福建省南 平市某公路 滑坡为研究 对象，利用无 人机 倾斜摄影测量技术
和软件对滑坡进行 航测与数据处理，得到滑坡区域的 真实 三 维模型。研 究 结果表 明 ，所得模型能真实反映滑坡体
表面特征和细节，具有良好 的精度，符合工程实际 需求 ，可广泛用于公路 边坡三维建 模和日常监测管 理中。
［关键词 ］公路 滑坡;无人机 技术 ;倾斜摄影测量;三维建 模
［中图分类号 ］TU17 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2020 )S1-1358-04
Ｒesearchon3DModelingofHighwayLandslidesBasedonConsumerUAV
WEIHongbing 1，XIEWei 2，3，CHENShuiman 4
(1.CCCCFourthHighwayengineeringCo .，Ltd .，Beijing 100022 ，China ;2.SouthwestPetroleumUniversity ，Chengdu ，
Sichuan 610500 ，China ;3.QuanzhouInstituteofEquipmentManufacturingHaixiInstitutes ，ChineseAcademyofSciences ，
Quanzhou ，Fujian 362216 ，China ;4.NanpingCityHighwayBureauofFujianProvince ，Nanping ，Fujian 353000 ，China )
Abstract :Highwaylandslideisacommonhighwayslopehazard.Aimingattheproblemsoftediousandexpensiveproces-
sesoftraditional3Dmodelingofhighwaylandslides
，thispaperproposesaresearchon3Dmodelingofhighwaylandslides
basedonconsumerdrones.AhighwaylandslideinNanpingCity
，FujianProvincewasselectedastheresearchobject ，and
aerialsurveyanddataprocessingwereperformedonthelandslideusingUAVtiltphotogrammetrytechnologyandsoftwareto
obtainatruethree-dimensionalmodelofthelandslidearea.Theresultsshowthattheobtainedmodelcantrulyreflectthe
surfacecharacteristicsanddetailsofthelandslidebody
，hasgoodaccuracy ，andmeetstheactualneedsoftheproject.
Keywords :highwaylandslide ;dronetechnology ;obliquephotogrammetry ;3Dmodeling
［作者简介 ］魏红兵，工程师 ［收稿日期 ］2020-01-15
0 引言
随着 我国公路 交 通 等 基 础 设 施 建 设 的 快 速 发 展，
公路 边坡失稳、山区公路 滑坡、公路水 毁等灾 害 发 生 频
率
增 加 ，造 成 了 大 量 的 生 命 财 产 损 失 和 生 态 环 境 损
失［1］。公路 边坡 沿 公 路 分 布，在 山 区 往 往 存 在 大 量 高
危边坡和人工切 坡，这 些 边 坡 数 量 多、间 隔 长、分 布 多
样且受人类 工 程 活 动 和 环 境 变 化 影 响 显 著［2］。 因 此 ，
快速 、精确地构 建公路 危险边坡的三维模型，获 取 边 坡
的表面几何特性 和 纹 理 细 节，对 于 公 路 的 安 全 建 设 和
稳定运 营有着重要 的意义。
目前，国内学 者 针 对 公 路 滑 坡 的 三 维 建 模 做 了 许
多研究 。柴贺 军 等［3］根 据 边 坡 信 息 采 集，较 早 地 提 出
了公路 边坡三维 可 视 化 技 术 和 方 法 ，李 明 超 等［4］提 出
了面向滑坡地质体 三维建 模的 NUＲBS-BＲep 混合数 据
结构
和地质结 构 单 元 实 体 构 造 技 术 。 近 几 年，随 着 遥
感技术 和倾斜摄 影 技 术 的 发 展，部 分 学 者 提 出 了 利 用
无
人机 倾斜摄影 三 维 建 模 与 分 析 方 法 ［5］，亦 有 学 者 关
注三维模型的 动态 变化和 协同建 模［6］。国外也 有 学 者
分别利用 DEM 、三 维 激 光 扫 描 技 术 、近 景 遥 感 等 技 术
和方法 对 该 方 向 进 行 了 大 量 的 研 究 并 取 得 了 一 些 进
展［7-9］。然而 ，这些方法 存在着或仅适 用 于 区域 性 低 精
度建 模，或耗 资 巨 大，或 作 业 时 间 长 等 问 题。 因 此 ，结
合研究 区实际 情况 和 技 术 发 展 现 状，本 文 提 出 一 种 针
对公路 滑坡的快速 、精 确 的 消 费 级 无 人 机 三 维 建 模 方
法
，并应用于福建省省 道 S204 线南平市 顺 昌 县 高 阳 乡
某段一处公路 滑坡。
1 无人机 三维建模技术
1.1 无人机 技术
无
人 机 (unmannedaerialvehicle ，UAV )是 一 种 具
有动力装置 和导 航 模 块 的 机 上 无 人 驾 驶 的 航 空 器，并
可在一 定范围内靠无线电遥控设备 或计算机预 编 程 序
自主控 制飞行［10］，无人机 包 括 多 旋 翼、固 定 翼、直 升 机
等多个机种。直升机和固定翼机种对于起降 场 地 有 较
高要求 ，并且需要 操作人员 具有专业的知识 和 技术 ，因
此
在许多
基于消费级无人机的公路滑坡三维建模研究（论文）.pdf
