換個視角看海島
——無人機傾斜攝影在海島地質(zhì)調(diào)查中的新應(yīng)用
◎? 黃誠 湯偉 辛卓
傳統(tǒng)的海島地質(zhì)調(diào)查方法如登島人工調(diào)查、船載作業(yè)等，受地形,、地貌復(fù)雜因素和開發(fā)程度影響,，面臨較大困難。20世紀(jì)90年代以來,，衛(wèi)星遙感技術(shù)逐步在海島地質(zhì)調(diào)查工作中獲得了較好的應(yīng)用效果,，如利用衛(wèi)星遙感影像進行大比例尺海島（礁）測繪、利用高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)對海島動態(tài)變化進行監(jiān)測,、應(yīng)用遙感影像對人類活動特征進行識別等,。
衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展為海島綜合調(diào)查帶來了極大便利，具有空間分辨率高,、定位精確和地物信息豐富等優(yōu)勢,，但也存在諸如歷史數(shù)據(jù)質(zhì)量良莠不齊（受云層和潮位影響）、現(xiàn)勢性和分辨率不能滿足高精度和高時效調(diào)查需要,、只能獲取正射影像等不足,。無人機低空傾斜攝影是近年來發(fā)展起來的一項新的測量技術(shù)，取得了很好的實際應(yīng)用效果,，展示了廣泛的應(yīng)用前景,。
近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局?？诤Ｑ蟮刭|(zhì)調(diào)查中心（以下簡稱“?？谥行摹保┤齺喓u礁項目便利用低空無人機傾斜攝影技術(shù)，對三亞市蜈支洲島開展全方位傾斜攝影測量工作,，并建立了蜈支洲島三維實景模型,。技術(shù)人員基于該模型，結(jié)合實測資料,，提取了蜈支洲島的基礎(chǔ)地質(zhì),、環(huán)境地質(zhì)、旅游地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)等信息,，以此為蜈支洲島的空間規(guī)劃,、開發(fā)利用和生態(tài)保護修復(fù)提供決策依據(jù)，成功將無人機應(yīng)用與海島地質(zhì)調(diào)查進行了融合,，為將來開展同類工作提供了參考,。
測量過程采用的是飛馬D20型無人機,，搭載1.2億像素的D-OP3000模塊相機鏡頭（其中1個為正射鏡頭，其余為傾斜鏡頭）,。無人機按照預(yù)先規(guī)劃好的航線進行攝影,，隨后技術(shù)人員應(yīng)用Smart3D將獲取的不同角度數(shù)據(jù)進行分析處理，建立了蜈支洲島的實景三維模型圖,。
蜈支洲島地質(zhì)災(zāi)害隱患點分布圖
蜈支洲島線性構(gòu)造及球狀風(fēng)化信息提取
通過對數(shù)字正射影像進行解譯,，可以清晰識別出NW、NE和近SN向三組線性斷裂及部分環(huán)形斷裂（如下圖）,。這些線性斷裂多沿著節(jié)理發(fā)育,，規(guī)模不一，其中NW向斷裂占據(jù)主導(dǎo)地位,。NW向斷裂走向301°~333°,，傾角近直立；NE向斷裂走向40°~48°之間,，傾角78°~86°,；近SN向斷裂走向342°~353°，傾角76°~82°,。沿NW向和近SN向斷裂發(fā)育了多處基性巖脈,，其寬度在0.5米~-2.4米之間，表現(xiàn)為巖墻群形態(tài),，巖性為輝綠巖,。環(huán)形斷裂可能是蜈支洲島上后期侵位的花崗巖體所致。
蜈支洲島是一個花崗巖型海島,，除北部被少量第四系紀(jì)沉積物覆蓋以外,，其余部分均為花崗巖?；◢弾r的球狀風(fēng)化現(xiàn)象在自然界比較常見,，一般認(rèn)為，其成因為巖體早期受三維裂隙控制形成四方塊體,，由于棱角突出,，易受風(fēng)化，故棱角逐漸縮減,，最終趨向球形,。應(yīng)用實景三維模型，在蜈支洲島上能夠比較快捷地發(fā)現(xiàn)球狀風(fēng)化發(fā)育的各個階段,。
蜈支洲島島岸球狀風(fēng)化4個不同發(fā)育階段
蜈支洲島的岸線資源及土地開發(fā)利用現(xiàn)狀
蜈支洲島岸線類型主要為基巖岸線,、砂質(zhì)岸線和人工岸線。其中基巖岸線除海島西北角以外幾乎遍布全島，總長度約5.38千米,。砂質(zhì)岸線分布于海島北側(cè)及西北角,，總長度約1.08千米。人工岸線主要為夏,、冬兩季碼頭修筑時所形成的地基及少部分人工構(gòu)筑的防波堤提,，分布于海島西北角。
按照GB/ T21010-2017土地利用現(xiàn)狀分類方案,，將蜈支洲島土地利用狀況劃分為喬木林地,、灌木林地、建設(shè)用地等10類,。其中喬木林地分布面積最大，為0.64平方千米,；其次為灌木林地,，0.12平方千米；建設(shè)用地面積為0.06平方千米,。
蜈支洲島地災(zāi)隱患點
海島地質(zhì)災(zāi)害是指對海島地質(zhì),、生態(tài)環(huán)境和地貌景觀造成破壞，或直接或間接對海島人民生命財產(chǎn)造成直接損失的,，分布于島陸,、島岸、環(huán)島近岸海域的地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用,。本次工作基于實景三維模型,，獲取了蜈支洲島岸崩塌、海岸侵蝕等地質(zhì)災(zāi)害信息,，共發(fā)現(xiàn)崩塌風(fēng)險隱患點5處,；海岸侵蝕隱患點7處。
我們可以發(fā)現(xiàn),，與衛(wèi)星遙感技術(shù)相比,，無人機低空傾斜攝影技術(shù)在海島綜合地質(zhì)調(diào)查方面優(yōu)勢明顯：（1）可以有效規(guī)避云彩和潮汐影響，獲取海島高質(zhì)量光學(xué)影像,；（2）信息提取的效率高,，可搭載多臺攝像機獲取不同角度影像，實現(xiàn)三維實景建模,；（3）可以針對具體目標(biāo)反復(fù)拍攝,，提高重點調(diào)查精度；（4）操作簡單,，成本低,，無人機可根據(jù)設(shè)計好的航線自動采集相關(guān)數(shù)據(jù)；（5）可實施高風(fēng)險區(qū)調(diào)查任務(wù),，對于人員無法到達的危險區(qū)域,，應(yīng)用無人機技術(shù)有獨特優(yōu)勢,。可以看出,，小小無人機在海島地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域未來必將大有可為,。
（作者單位：中國地質(zhì)調(diào)查局?？诤Ｑ蟮刭|(zhì)調(diào)查中心）
評論
已有條評論