综述:无人机(UAV)在岩质边坡稳定性分析中的最新进展综述

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:Geocarto International 3.3

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  本文系统综述了无人机(UAV)技术在岩质边坡稳定性分析中的创新应用,重点探讨了摄影测量(Photogrammetry)、激光雷达(LiDAR)和多光谱成像等技术在岩体结构面识别、三维建模和变形监测中的突破性进展,为地质灾害早期预警提供了新范式。

  

技术革新:无人机赋能岩体测绘
近年来,无人机(UAV)搭载高分辨率传感器实现了亚厘米级精度的岩体结构面测绘。通过结构光扫描技术,可识别宽度仅2mm的裂隙,较传统人工测量效率提升20倍。值得关注的是,倾斜摄影技术首次实现了边坡结构面产状(Strike/Dip)的自动解算,误差控制在±3°以内。

多源数据融合:从二维到三维
多光谱成像与激光雷达(LiDAR)的协同应用开创了新局面。研究显示,可见光-热红外波段融合可将岩体风化程度识别准确率提升至89%。点云密度达500pts/m2的LiDAR数据,配合摄影测量生成的数字表面模型(DSM),使体积计算误差降至1.2%。

智能分析:机器学习驱动稳定性评估
深度学习算法在以下三方面取得突破:

  1. 基于卷积神经网络(CNN)的裂隙自动识别准确率达92.4%
  2. 长短期记忆网络(LSTM)成功预测了83%的位移发展趋势
  3. 生成对抗网络(GAN)合成的训练数据使小样本建模成为可能

典型案例:重大工程应用
在香港某高陡边坡监测中,无人机每周1次的巡检频率,配合InSAR数据,提前14天预警了潜在滑坡。加拿大某矿场通过无人机热成像,发现深层岩体温度异常,避免了可能造成3000万加元损失的事故。

挑战与展望
当前仍存在电池续航(平均90分钟)、复杂地形避障等技术瓶颈。未来5年,随着量子传感和边缘计算(Edge Computing)的应用,实时监测系统响应时间有望缩短至5秒级。值得注意的是,无人机群(Swarm UAV)协同作业将成为下一代研究热点。

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