基于无人机倾斜摄影技术的黄土公路边坡数值模型构建

作者：刘宽富^*; 苟朝勇; 杜源; 马逸非; 李国虎

来源：公路交通科技, 2023, 40(11): 34-40.

• 道路工程
• 数值模型
• 倾斜摄影
• 黄土高边坡
• 无人机

以甘肃省环县披覆型黄土高边坡为研究对象，首先，通过航线设计、地面控制点布设、航测作业、空三解算等步骤，分别依次构建白膜模型、三角网模型以及三维点云模型，得到基于无人机倾斜摄影技术构建研究边坡的三维实景模型。然后，在三维实景模型中提取等高线和坡体结构的空间信息，再将其导入犀牛软件中进行划分网格，生成有限元网格模型，最终导出FLAC数值计算模型。结果表明：利用无人机倾斜摄影技术可以快速构建黄土公路高边坡的高精度三维数值模型；利用边坡监测系统中的全球导航卫星系统(GNSS)坐标数据开展了模型精度验证，所构建的三维数值模型精度能够达到厘米级，相比之下，平面误差要小于高程误差；通过现场调查和与岩土勘察数据比对，基于无人机倾斜摄影技术所获得的数值模型能够真实客观反映黄土公路高边坡坡体形态和复杂的地形地貌特征；在基于三维实景模型得到的数字高程模型融合利用CAD软件单独构建的黄土披覆构造结构面所得到的坡体结构能够更加真实地反映地质体结构特征，从而获得更加准确的计算结果。所提出的方法具有速度快、精度高、成本低的特点，研究结果可为黄土高原地区公路边坡稳定性分析与评价、黄土地区高速公路边坡健康安全运营，提供一定的技术支撑。