[发明专利]联合无人机和高密度电阻率法的工程堆弃体量测量方法

权利要求书

1.一种联合无人机和高密度电阻率法的工程堆弃体量测量方法，其特征在于：通过利用电法仪器探测项目区地下视电阻率，测定堆弃体底面高程，通过无人机航拍及控制点位布设获取堆弃体表面高程，利用GIS计算堆弃体上下表面高程差即可计算出堆弃体量；

所述测量方法具体包括如下步骤：

步骤一、项目区环境数据采集：对项目区土石分布情况进行初步分析，对工程堆弃体与原始地表分界处地质情况进行采样，重点对堆弃体表面的土样以及堆弃体与原始地貌交接处的土样、岩石进行采集得到采集样本，确定采集样本的视电阻率；

步骤二、高密电法数据采集：利用高密度电阻率法率定地下视电阻率：先以固定间距x沿测线布置若干根电极，这些电极在整个测量过程中固定在原处不动；取a＝nx(n＝1,2,3，…)，对每一个取定的活动电极间距a，将两两相距为a的四根电极经电极转换开关连接到仪器上，通过电极转换开关换接电极，一次完成各种装置形式的电阻率测量；一个测点的全部测量完成后，将整个电极排列向前移动一个x距离，然后进行下一测点的观测，这种过程重复进行，直到活动电极间距为a的整条剖面全部测完为止；

对应点的视电阻率ρ_s：

其中K为电极装置系数；AM、BN、AN、BM为两点间直线距离值；I为电缆里面测试用的电流；ΔU_MN为电缆里面测试用的电流电位差；

步骤三、高密度电阻率法数据处理与三维数据反演：

(1)删除坏点：在数据采集过程中，删除异常值，取其上下值的均值进行填补；

(2)数据的光滑平均：原始数据采集过程中会受到随机噪声的影响，为了消除随机噪声的干扰，对数据用光滑平均法进行处理；

(3)二维数据的三维转换：结合电极的地形文件，将二维高密度数据按照事先设计好的网度进行合并转换，得到带地形的二维切片数据，x方向是测线的长度，y轴方向是相邻两条测线之间的距离，以第一条测线的起点为x、y轴的起点；

(4)三维数据反演：对步骤(3)得到的的二维切片数据进行插值，利用res3dinv三维高密度反演软件进行反演得到三维地形结果；

(5)三维切片成图：利用SKUA-GOCAD软件将三维地形结果进行x、y两个方向上的切片，调整色标及地质体的三边比例；

步骤四、下垫面高程勾绘，获得堆弃体下表面DEM

结合步骤一中项目区视电阻率的采样结果，以及步骤三的含有地形数据的二维反演结果，对三维地电模型进行解释，在ArcGIS软件中，通过利用获取离散点坐标和高层信息的方法，构造下垫面DEM；

步骤五、无人机数据采集与处理

采用无人机对堆弃体进行全方位航拍，并通过定位仪布设控制点，利用三维模型制作软件对野外航拍无人机影像进行处理，通过几何纠正、图像配准和图像融合，三维模型制作软件自动进行三维重建、点云密集匹配、地形建模，利用定向坐标构建不规则的三角网，对三角网进行格网间距设置，内插高程点，得到数字正射影像DOM及数字地表模型DSM，通过控制点即可得知堆弃体上表面范围内各点的高程数据，即堆弃体表面DEM数据；

步骤六、 堆弃体体积的获取

将步骤四获得的堆弃体下垫面DEM及步骤五获得的堆弃体表面DEM数据导入ArcGIS软件中，对两者特征点进行配准，在ArcGIS中勾出实际扰动区域，利用ArcGIS中SpatialAnalyst的Cutfill函数进行计算，计算堆弃体方量。