■王玉蕾

（青海省第一測繪院青海西寧810001）

無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用

■王玉蕾

（青海省第一測繪院青海西寧810001）

無人機(jī)遙感技術(shù)在近幾十多年取得了巨大發(fā)展，從理論研究已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段，尤其是在預(yù)防與應(yīng)對自然災(zāi)害方面有著明顯優(yōu)勢。目前,由于衛(wèi)星遙感和載人航空遙感在獲取災(zāi)害信息時(shí)受時(shí)空分辨率、外界環(huán)境和使用成本的影響,其在災(zāi)害應(yīng)急救援過程中的作用受到限制。無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活、影像分辨率高、成本低的特點(diǎn),且能夠在高危地區(qū)作業(yè)。本文通過介紹無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的步驟、特點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)等，證實(shí)無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的優(yōu)勢，同時(shí)展望今后無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用前景。

地質(zhì)災(zāi)害 無人機(jī) 調(diào)查

近年來遙感技術(shù)得到了快速發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)也越來越被廣泛的運(yùn)用于地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查和監(jiān)測工作中。歐美各國對泥石流、滑坡等進(jìn)行了大量的相關(guān)調(diào)查，并且以此為基礎(chǔ)對遙感技術(shù)方法進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，針對不同規(guī)模和不同對比度的泥石流以及滑坡情況提出了不同的遙感圖像空間分辨率要求，同時(shí)利用雷達(dá)和GPS測量來對地質(zhì)災(zāi)害的程度進(jìn)行預(yù)測。目前我國也開始較大范圍的運(yùn)用遙感技術(shù)來調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害了，利用無人機(jī)遙感技術(shù)也是發(fā)展的必然趨勢。

1 無人機(jī)遙感系統(tǒng)的組成

無人機(jī)遙感系統(tǒng)是由地面部分、空中部分以及數(shù)據(jù)處理部分組成，其中主要是前兩部分，地面部分是由航跡規(guī)劃系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)，空中部分則包含空中控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)以及無人機(jī)平臺(tái)。

航跡規(guī)劃系統(tǒng)主要是對空中飛行器進(jìn)行航線的規(guī)劃，規(guī)劃航線的依據(jù)主要是根據(jù)飛行要求、飛行器的性能和飛行作業(yè)區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)劃后的航線傳遞至地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)中，用于控制飛行的航線軌跡，傳感器系統(tǒng)是無人機(jī)的主要獲取遙感影像的設(shè)備，它的種類多樣，主要包括CCD數(shù)碼相機(jī)、磁測儀以及合成孔徑雷達(dá)等，其中CCD數(shù)碼相機(jī)由于感光度和色彩深度好，而且它的載片量大，所以在地震災(zāi)區(qū)采用的是CCD數(shù)碼相機(jī)，遙感器在獲取遙感影像后通過飛行平臺(tái)和地面控制系統(tǒng)則對影像進(jìn)行傳輸和處理。數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮系統(tǒng)目的是為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。數(shù)據(jù)后處理部分是對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，并提取有效信息。集合各個(gè)部分的功能完全可以滿足災(zāi)情監(jiān)測的需要。

2 無人機(jī)遙感在應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測無人機(jī)遙感獲取的多光譜數(shù)據(jù)通過校正，形成數(shù)字高程模型與正射影像圖，以供地質(zhì)災(zāi)害分布詳細(xì)調(diào)查與發(fā)育條件判別應(yīng)用；重復(fù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析可以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的發(fā)生發(fā)展。尤其是地形特殊，人力調(diào)查難以進(jìn)行的區(qū)域，無人機(jī)靈活作業(yè)，云下飛行優(yōu)勢會(huì)為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測帶來極大幫助。高精度合成孔徑雷達(dá)干涉測量(InSAR)以及激光雷達(dá)LiDAR技術(shù)可以生產(chǎn)高精度數(shù)字高程模型，能夠分析地形的變化，對于監(jiān)測地面沉降、滑坡體變形是很好的手段。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急救援

無人機(jī)遙感對起降條件要求低，靈活起飛，快速獲取地面數(shù)據(jù)的特點(diǎn)將為解決地質(zhì)災(zāi)害救援中的矛盾提供了可能。無人機(jī)遙感可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，地面同步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在短時(shí)間內(nèi)獲取精確遙感圖件。多傳感器可以適應(yīng)不同氣象條件，多光譜數(shù)據(jù)可直觀清晰顯示現(xiàn)場狀況，微波遙感不受云霧影響，紅外傳感器可在夜間獲得地面數(shù)據(jù)，高清視頻實(shí)時(shí)傳輸可在第一時(shí)間了解現(xiàn)場詳情。遙感數(shù)據(jù)解譯與災(zāi)情評估數(shù)據(jù)可以為救援方案的制定提供幫助。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估

在地質(zhì)災(zāi)害遙感數(shù)據(jù)獲取后通過數(shù)據(jù)拼接與精確校正，可形成DOM、DEM、微波遙感與熱紅外等數(shù)據(jù)，為地面災(zāi)情解譯提供了豐富的數(shù)據(jù)源。遙感解譯可以判別地質(zhì)災(zāi)害體形狀與位置、造成地面破壞的面積、地形的變化、植被的破壞、河道和道路的破壞、堰塞湖的形成、受威脅的對象與潛在次生災(zāi)害體，形成相應(yīng)的解譯結(jié)果圖及數(shù)據(jù)的初步統(tǒng)計(jì)。災(zāi)情評估主要在GIS軟件環(huán)境中進(jìn)行，通過疊加地面經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)，在專家指導(dǎo)下建模分析地質(zhì)災(zāi)害體體積方量、堰塞湖的容積以及潰壩可能性、造成的直接經(jīng)濟(jì)損失、可能傷亡數(shù)據(jù)及受威脅的對象與潛在損害，以上評估結(jié)果可為救援計(jì)劃制定與防止次生災(zāi)害造成的二次傷亡提供指導(dǎo)。

3 結(jié)語

無人機(jī)遙感技術(shù)比起傳統(tǒng)的遙感手段具有更加明顯的優(yōu)勢——高分辨率和高機(jī)動(dòng)性，同時(shí)也是對傳統(tǒng)遙感技術(shù)的補(bǔ)充和改進(jìn)，所以用無人機(jī)遙感技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查是非?？尚胁⑶矣行У?，無人機(jī)遙感技術(shù)可以對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全面的調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警以及評估，并且伴隨著技術(shù)的進(jìn)步和完善，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查以及環(huán)境監(jiān)測中會(huì)發(fā)揮出越來越重要的作用。

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P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-451-1