Gesteinsabgangsanalyse mittels UAV-gestützter Photogrammetrie und 3D-Modellen eines Kliffbereichs

Der Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), allgemein bekannt als Drohnen, in geologischen, geomorphologischen und geotechnischen Studien hat aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Fähigkeit, hochauflösende Daten aus herausfordernden Geländen zu erfassen, erheblich an Aufmerksamkeit gewonnen. Diese Forschung nutzt drohnenbasierte hochauflösende Photogrammetrie, um die geomechanischen Eigenschaften und das Gesteinsabgangspotenzial mehrerer Gesteinsabbrüche innerhalb eines weiten Gebiets von 50 ha zu bewerten. Traditionelle Methoden zur Bewertung geomechanischer Parameter an Gesteinsabbrüchen erfordern zeitaufwändige Felduntersuchungen und Messungen, die in steilen und schwierigen Umgebungen gefährlich sein können. Im Gegensatz dazu bietet die Drohnenphotogrammetrie einen sichereren und effizienteren Ansatz, der die Erstellung detaillierter 3D-Modelle eines Kliffbereichs ermöglicht. Diese Modelle bieten wertvolle Einblicke in die Topografie, geologische Strukturen und potenzielle Versagensmechanismen. In dieser Forschung wurden die aufgenommenen Drohnenbilder mit fortschrittlicher geospatialer Software verarbeitet, um genaue Orthophotos und digitale Höhenmodelle zu generieren. Diese Ausgaben analysierten die Schlüsselfaktoren, die zum Auslösen von Gesteinsabgängen beitragen, einschließlich der Identifizierung von Diskontinuitäten, der Orientierung von Verwerfungen, der kinematischen Analyse von Versagen und der Häufigkeit von Frakturen. Mehr als 8,9 × 107 Facetten, die Diskontinuitätsflächen darstellen, wurden erkannt und für die kinematischen Versagensmodi analysiert, wobei gezeigt wurde, dass direktes Umkippen der häufigste Gesteinsabgangstyp ist, gefolgt von planarem Gleiten und flexuralem Umkippen. Drei verschiedene Frakturierungsgrade wurden ebenfalls identifiziert, basierend auf der Anzahl der auf Gesteinsoberflächen erkannten planar Facetten. Der in dieser Forschung verwendete Ansatz trägt zur laufenden Entwicklung schneller, praktischer, kostengünstiger und nicht-invasiver Techniken für die geomechanische Bewertung an vertikalen Gesteinsabbrüchen bei. Insbesondere zeigen die Ergebnisse die Wirksamkeit der drohnenbasierten Photogrammetrie für die schnelle Erfassung umfassender geomechanischer Daten zur Identifizierung von gefährdeten Bereichen für Gesteinsabgänge in großen Regionen.