Monitorowanie nachylenia i zapobieganie osuwiskom

Industry	Budownictwo drogowe, górnictwo, ochrona środowiska
Objective	Analiza nachylenia i zapobieganie osuwiskom
Drone	DJI Phantom 4 pro
Flight Data	Camera angulation: Various: 90o top down Grid: Manual Horizontal Height: 100 m Duration: 17 min
Dataset Size	190 images
Data Processing	27 min using medium software settings
Hardware	Intel i7 8700, 16 GB of RAM, dual Radeon rx580, SSD drive

Wyzwanie: zapobieganie osuwiskom

Obecnie branża budowlana jest częścią naszego codziennego życia. Codziennie projektowane i budowane są budynki, drogi, stawy i zbiorniki. Są to skomplikowane konstrukcje, wymagające szczególnej uwagi na detale, w tym zapobieganie przyszłym osuwiskom.

Jednym z kluczowych elementów każdego projektu budowlanego są roboty ziemne, które stanowią fundament konstrukcji. Jeśli konstrukcja nie jest stabilna, może to spowodować szereg incydentów, skutkujących ogromnymi stratami finansowymi, a nawet – co gorsza – obrażeniami ciała.

Główne problemy powodujące osuwiska to niejednorodne gleby i wpływ przepływu wody na danym terenie. Do pomiaru tych procesów wykorzystywane są technologie komputerowe z odpowiednim oprogramowaniem. Innowacje technologiczne zastąpiły rysunki i obliczenia przy użyciu licznych wzorów, a modelowanie komputerowe znacznie przyspieszyło proces rekonstrukcji modelu, umożliwiając szybszą analizę procesów nachylenia.

Zbieranie danych do zapobiegania osuwiskom

Ten odcinek drogi, ze swoim nachyleniem, rozciąga się na 500 metrów i już miał kilka deformacji na swoich zboczach (osuwisk). Dron DJI Phantom 4 Pro, latający na wysokości 100 metrów, wykonał 190 zdjęć przy użyciu kamery o rozdzielczości 20 megapikseli i sensorze 1-calowym. Całkowity czas lotu wyniósł 27 minut.

Przetwarzanie danych do zapobiegania osuwiskom

Oprogramowanie Pixpro odtworzyło 500-metrowy odcinek drogi w 27 minut. Pełna analiza obiektu została przeprowadzona na warstwie DEM, która zapewnia niezwykle dokładne i tylko nieznacznie uśrednione dane.

Analiza danych

Wysokiej jakości ortofotografia umożliwia zobaczenie widoku z lotu ptaka w 3D i już zapewnia wgląd w rodzaj i stan powierzchni zboczy. W tym przypadku możliwe jest obserwowanie trawiastych, nowo wykonanych nasypów.

Prawdziwa ortofotografia

Cieniowanie ortofotograficzne daje użytkownikowi możliwość natychmiastowego zauważenia początku płytkiego osuwania się zbocza w dwóch konkretnych obszarach, co jest trudne do zauważenia przy regularnym DEM. Te przykłady są oczywistymi znakami ostrzegawczymi, że zbocze może być niestabilne i podatne na płytkie osuwiska spowodowane opadami deszczu lub wibracjami.

Powyższe zdjęcia pokazują, jak użycie funkcji profilu pomaga oszacować wysokość, na której zaczyna się erozja zbocza. Porównując wysokości zboczy i osuwisk w 2 różnych miejscach, można zauważyć, że osuwiska powstały prawie na tym samym poziomie, mimo różnicy w wysokościach zboczy, tj. na poziomie 4,2-4,4 metra. Nachylenie kątów zbocza jest prawie takie samo (31-33 stopni) w obu punktach.

	Height (m)	Slope Angle (o)
Slope 1	6.84	33.2
Landslip 1	4.22	32.4
Slope 2	9.04	31.2
Landslip 2	4.43	29.5

Na podstawie tych wyników można stwierdzić, że zbocza o takich kątach nachylenia nie powinny być formowane wyżej niż 4 metry. Ścieżki wodne oraz różnorodne techniki stabilizacji zbocza są stosowane w przypadku nasypów drogowych o szczególnie stromych i wysokich zboczach, które są stale narażone na działanie wody.

Fotogrametria i drony w zapobieganiu osuwiskom – oszczędność czasu i ratowanie życia

Jest to szczególnie dokładne, oszczędzające czas i, co najważniejsze, bezpieczne rozwiązanie.

Szczegółowy model 500-metrowego odcinka drogi został stworzony w około 45 minut (bez uwzględnienia czasu logistycznego dojazdu na miejsce).

Korzystając z drona, nie trzeba wysyłać geodetów na ruchliwą drogę, co zwiększa ich bezpieczeństwo. Eliminuje to również konieczność zamykania dróg lub innych zakłóceń w ruchu, nie sprawiając tym samym niedogodności dla kierowców.

Za pomocą kilku prostych kliknięć myszką otrzymujesz cenne informacje o wysokości, nachyleniu, budowie i wysokości, na której po raz pierwszy pojawia się erozja na zboczu.

Zebrane i przetworzone informacje mają trwałą wartość. Nachylenia dróg muszą być monitorowane na bieżąco, aby porównać przebieg ich zmian. Tylko terminowe monitorowanie i odpowiednie środki mogą zapobiec możliwym katastrofom.