基于无人机和GIS技术的边坡可视化与稳定性研究

发布时间：2020-08-01 09:36

【摘要】：滑坡是工程地质研究的重要问题之一,长期以来,边坡稳定性研究是基于二维地质剖面进行的,存在空间概念不强、可视化效果差的缺点。随着大数据技术的高速发展,促进了高精度可视化三维边坡建模及其稳定性评价方法的发展。本文主要依托程实例及外业调查成果、无人机航测结果,利用CAD、ArcGIS、3DMine、Geoslope等软件进行建模和分析,实现高度还原的实景边坡三维建模;利用边坡剩余推力法扩展GIS功能模块,实现边坡临界滑移面的定位,并将二维边坡评价体系计算结果转化为三维模型;最终使用时空大数据平台对成果进行WEB端数据共享。主要研究内容如下:(1)基于某高速公路建设工程,针对边坡进行无人机航空摄影测量结果,获取边坡地貌影像信息,建立高精度边坡三维地表模型;利用ArcScene、3DMine处理地质剖面图,基于二维地质剖面图建立了三维地质模型,使三个模型在ArcScene中联动显示,实现了快速、经济、高精度的边坡三维可视化建模。(2)基于工程实例、临界滑移场理论、GIS技术及Pyhton编程技术,设计了二维分析程序,再结合专业计算软件,确定了边坡二维临界滑面,然后生成三维临界滑面,实现边坡稳定性计算的可视化。(3)优化设计了边坡稳定性回填压脚控制高度。经计算当回填标高为-110m时,边坡的安全系数控制在1.15以上,符合规范要求,比原设计值低10m。(4)基于时空大数据平台,实现了边坡三维模型及其稳定稳定状态的展示与数据的网络共享。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U418.55
【图文】：

图１－１无人机航空摄影测量系统组成逡逑

对成果进行展示，为边坡工程的信息化和边坡工程的防灾预警提供了数据。逡逑１＿邋３．邋２技术路线逡逑本文的技术路线如图１－２所示，主要是研究边坡的稳定性和三维可视化问逡逑题。主要结合最新无人机航空摄影测量技术和ＧＩＳ技术，建立边坡地表三维模逡逑型、地下三维建模和矿体三维模型，将三个模型联动显示，生成真实三维模型；逡逑基于临界滑移场理论，利用Ｐｙｔｈｏｎ编程实现二维边坡评价体系，结合Ｇｅｏｓｌｏｐｅ逡逑软件完成边坡稳定性定量评价，利用ＧＩＳ技术将二维评价结果三维可视化，最逡逑终将成果发布在大数据平台，实现三维数字边坡成果的网页端的浏览。逡逑无人机航剜数ｑ逦｜传统二雄教指逡逑逦？ｆ邋逦＾逦逦ｙ逡逑—ｉ剜目片ｉ逦Ｉ纸质始件逦丨数宇图件逦「文“格逡逑－－－逦Ｉ＿ｚＥ＿ｌ逡逑ｍｍ邋１逦Ｉ—矢里化ＩＩ补绘１１邋ｎｉｔ邋１丨整理分类逡逑Ｖ邋ｉ逦４逡逑教据资料库逡逑逦＿＇：逦（邋逦逦＿４逦，逦逦ｙ＿逦逡逑；丨Ｈ图像匹配１邋ｉ邋｜邋ｊ涵导入Ｈ１成了旧Ｈ逦１邋

高精度数据是高精度建模的基础。无人机航测技术是快速获取高精度地表纹理逡逑和空间信息数据的新兴方法，相片的获取过程关系到建模成果的精度。相片的逡逑获取需要进行大量前期准备工作，数据获取流程如图２－１。逡逑资料准备丨逡逑航摄分区｜邋｜航线设计逡逑１邋’逡逑布置控剖点逡逑１邋．逡逑摄影n,量丨逡逑■邋１邋．逡逑数据检查Ｉ逡逑￣￣ｎｆ＇逡逑导出结果逡逑图２－１无人机影像获取流程逡逑７逡逑

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本文编号：2777294