何東升

西安市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 陜西 西安 710003

1.前言:

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)作為近些年來(lái)新興的一門(mén)技術(shù)，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，并且以其十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)給這一行業(yè)帶來(lái)了顯著的效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，和遙感技術(shù)理論的逐步完善，可以預(yù)見(jiàn)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用層次將更深，應(yīng)用范圍將更廣，將繼續(xù)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作起到巨大的推動(dòng)作用。

2.關(guān)于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 該技術(shù)的主要組成部分。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在科技十分發(fā)達(dá)的今天，在硬件配置方面和軟件應(yīng)用方面都已經(jīng)相對(duì)成熟，其系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分組成。首先是地面系統(tǒng)。地面系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)發(fā)揮作用的過(guò)程中起到了十分重要的作用，該系統(tǒng)主要包含了地面輔助設(shè)備、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及起飛著陸系統(tǒng)等方面，主要作用是負(fù)責(zé)控制無(wú)人機(jī)的起飛和降落以及各種數(shù)據(jù)的采集過(guò)程。其次是無(wú)人機(jī)遙感的任務(wù)載荷部分。這一部分主要包括感知、采集、存儲(chǔ)相關(guān)遙感數(shù)據(jù)的各類(lèi)高精度儀器儀表系統(tǒng)，比如雷達(dá)系統(tǒng)以及激光測(cè)距系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)等等，其主要作用是更具任務(wù)規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)，以供進(jìn)一步分析研究，這部分系統(tǒng)的性能直接決定了所采集到的數(shù)據(jù)的分別率高低以及數(shù)據(jù)質(zhì)量，是無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)。最后是無(wú)人機(jī)設(shè)備的的飛行控制系統(tǒng)，包括能夠很好保護(hù)無(wú)人機(jī)安全飛行的相關(guān)系統(tǒng)，如空中的限高和避障等防護(hù)系統(tǒng)。這一部分的主要作用是保障飛行作業(yè)的人員安全和設(shè)備系統(tǒng)安全。

2.2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的技術(shù)特征。較于傳統(tǒng)航拍技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙感拍攝的照片能夠更加的清晰，便于通過(guò)分析得到更多信息。其對(duì)于數(shù)據(jù)的分析能力更為出色，在實(shí)際工作過(guò)程中，無(wú)人機(jī)作為主要載體，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)以其獨(dú)特的空間優(yōu)勢(shì)加之遙感傳感設(shè)備，攜帶相機(jī)和傳感設(shè)備作為輔助，準(zhǔn)確快速的完成低空小范圍高精度的測(cè)繪作業(yè)，能夠準(zhǔn)確的把目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)狀況進(jìn)行拍攝。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)工作中，一個(gè)重要原因在于無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)在空間上能夠解決地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)難以探測(cè)到的某些空間位置，而衛(wèi)星遙感系統(tǒng)對(duì)該位置的觀測(cè)數(shù)據(jù)精度又相對(duì)較低這個(gè)問(wèn)題，并且能夠在自然災(zāi)害發(fā)生的各個(gè)階段，能夠以固定時(shí)間頻率探測(cè)獲得災(zāi)害隱患區(qū)（災(zāi)區(qū)）的第一手資料。

3.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用

3.1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的工作流程。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用的主要工作流程可分為如下幾個(gè)部分。

第一步，飛行條件分析。在進(jìn)行技術(shù)運(yùn)用前，必須對(duì)于無(wú)人機(jī)的飛行條件進(jìn)行分析，分析內(nèi)容主要包括當(dāng)前天氣狀況等等，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行安全要有足夠保障，一旦出現(xiàn)惡劣天氣，就不能進(jìn)行飛行。

第二步，作業(yè)任務(wù)規(guī)劃。對(duì)于任務(wù)進(jìn)行總體規(guī)劃，包括對(duì)無(wú)人機(jī)的航線進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)于其飛行高度，航線軌跡等進(jìn)行規(guī)劃。

第三步，建立地面控制系統(tǒng)。地面控制系統(tǒng)主要完成信號(hào)的接收和發(fā)送，保證在進(jìn)行具體飛行的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)保持適中高度、速度，續(xù)航能力也必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

第四步，自動(dòng)化作業(yè)，完成數(shù)據(jù)采集。把相關(guān)的工作流程及工作程序輸入地面控制系統(tǒng)，對(duì)無(wú)人機(jī)發(fā)出飛行指令，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)工作，按照預(yù)定的航線進(jìn)行飛行。在拍攝過(guò)程中保障飛行距離及飛行時(shí)間。在執(zhí)行完拍攝任務(wù)后，無(wú)人機(jī)可以按照既定的程序返航。在這一過(guò)程中，地面的控制人員可以進(jìn)行指令控制，也可自行降落。

第五步，數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。最后地面的工作人員需要把無(wú)人機(jī)的航拍的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的附件進(jìn)行了具體的分析，以便下一步更好的工作。

3.2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的過(guò)程中的應(yīng)用特性。一方面是空間便捷性和時(shí)效便捷性。地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生，救援人員一般很難直接到達(dá)災(zāi)害體附近進(jìn)行觀測(cè)，因此在空間上、在時(shí)效上，無(wú)人機(jī)能夠很好的代替人力，在第一時(shí)間進(jìn)入災(zāi)區(qū)，并且獲得第一手資料，能夠?yàn)榫葹?zāi)和災(zāi)后處理奠定很好的基礎(chǔ)。另一方面是獲取信息的全面性和準(zhǔn)確性。在最近幾年我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一些典型案例中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用體現(xiàn)出了其獲取信息的全面性和準(zhǔn)確性，例如2017年8月8日21時(shí)19分46秒九寨溝發(fā)生地震之后很多震裂山體高差達(dá)到上千米。在該案例中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)充分發(fā)揮了其空間數(shù)據(jù)獲取能力，獲取一定范圍內(nèi)災(zāi)害現(xiàn)狀遙感影像，使得不良地質(zhì)條件的范圍能夠很快被圈定，而且避免了人工調(diào)查的主觀誤差。信息全面、準(zhǔn)確的遙感影像有助于工作人員及時(shí)加強(qiáng)防范，有效避免人員傷亡。三是該技術(shù)應(yīng)用效果在一定程度上依賴(lài)于操作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)屬于高度集成的技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，其應(yīng)用過(guò)程中，操作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)高低，在一定程度上影響著獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量和后續(xù)數(shù)據(jù)分析的精確度。

結(jié)束語(yǔ)：當(dāng)前無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)取得了很大突破，并且隨著科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，這種技術(shù)在未來(lái)的運(yùn)用將會(huì)更加的廣泛，尤其是在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)特征，能夠得到廣泛應(yīng)用。在未來(lái)的應(yīng)用過(guò)程中，還需要針對(duì)該技術(shù)應(yīng)用中存在的各種問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，并針對(duì)使用該技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)，才能使這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用范圍和深度上越來(lái)越完善，所采集到的數(shù)據(jù)質(zhì)量更高，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用價(jià)值更高。