李云濤 楊海成 梁四幺

核工業(yè)航測遙感中心 河北 石家莊 050000

1 無人機應用現(xiàn)狀

無人機在應用和使用的過程中不需要人員進行駕駛，也被人稱之為空中機器人。無人機的種類較為繁多，并且其功能性也有著較大差異，能夠在不同的環(huán)境下執(zhí)行任務，現(xiàn)已廣泛的應用在了各個行業(yè)和領域當中，深得我國人民的喜愛和青睞，同時對人們的生活以及生產帶來了巨大幫助。而本文則是以無人機在地質災害當中的應用進行分析和介紹。

2 無人機在地災調查中應用的優(yōu)缺點

2.1 無人機的優(yōu)點

將無人機設備應用在地質災害數(shù)據收集檢測以及救援工作的過程當中具有諸多優(yōu)勢。首先，無人機的造價和成本整體較低，其自身的重量較小，便于技術人員進行操作。無人機的應用可脫離時間和空間的限制，做到全天候待命，并且能夠良好的適應各種危險環(huán)境，不會產生人員損傷的安全隱患。無人機在進行數(shù)據探測的過程中，環(huán)境因素不會對其應用過程造成較大干擾，僅需操作人員合理操作便可開展多項任務。無人機的整體維護成本較低，且無人機的內部整體構造相對簡便，無需大量的資金投入，對其進行周期性維護。另外，隨著科技水平的不斷進步，無人機的攝像系統(tǒng)清晰度也在快速提升，其覆蓋的范圍不見擴大和推廣，可實時傳遞精準的圖像和信息[1]。

2.2 無人機的缺點

無人機在應用和執(zhí)行任務的過程中，其主要是受到無線電進行控制，記憶在施工作業(yè)的過程中受到無線電或者其他因素的干擾，如果在其執(zhí)行任務的過程中，其周圍有著較為強烈的電磁干擾，便會導致無人機設備出現(xiàn)失控或者較大的制動問題。另外，當無人機受到干擾時，便會導致其操作過程會有一定的延遲，大大降低了數(shù)據信息的傳遞速度，將其應用在地質災害營救工作過程當中，便無法發(fā)揮出該設備的最大價值，甚至錯過了最佳的營救時間。

3 地質災害的危害

近些年來，由于我國人民的活動面積不斷擴大活動覆蓋范圍不斷擴寬，這就導致地質自然災害問題屢見不鮮，其發(fā)生種類層出不窮。當大型地質災害發(fā)生的過程中，會對周圍的居住人民帶來嚴重的生命財產安全威脅。較為常見的地質災害類型，主要是泥石流塌方以及山體滑坡。第一，泥石流災害往往產生在身軀或者溝谷深壑或者地形較為險峻的地區(qū)，當大型暴雨或者暴雪等自然災害產生的過程中，就會伴有大量泥沙和石塊的泥水混合物洪流。當泥石流產生的過程中，其發(fā)生速度較快、泥水混合物流量較大、整體物質的容積也在流動的過程中進一步擴大，從而造成極具毀滅性的破壞。第二，塌方。塌方事故主要是指建筑物，山體，路面，礦井在正常運營的過程中，出現(xiàn)自然塌陷下墜的狀況。造成該種自然災害的主要原因是，人類過度的開采地下水資源，導致很多地面出現(xiàn)了塌陷現(xiàn)象，或者存在塌陷隱患，同時地質災害的等級也在持續(xù)上升。第三、滑坡?；碌刭|災害是指斜坡上土體或者巖石，在受到河水沖刷以及地下水自然活動后，在重力的作用下，沿著一側的軟弱土質層，以整體或者分散的形式順坡而下的滑坡自然災害，往往會嚴重危害工農業(yè)生產和發(fā)展[2]。

4 無人機遙感技術在地質災害調查中的應用

4.1 快速測繪

將無人機遙感技術應用在地質災害調查當中，具有諸多優(yōu)勢。在開展地質災害測繪工作的過程中，無人機遙感技術能夠快速靈活的執(zhí)行任務，同時還能大大提升測繪工作的準確性。目前，應用無人機遙感技術在地球任何位置以及任何時間監(jiān)測的過程中，都具有較高的可靠性。因此，技術人員可在地質災害多發(fā)區(qū)域，應用無人機遙感技術對其進行動態(tài)化監(jiān)測和開展測繪任務。同時，利用無人機遙感技術的精準預測功能和拍照分析功能，可實現(xiàn)地質災害多發(fā)區(qū)域的全天候監(jiān)測工作，讓技術人員能夠更加準確和快速的分析災害區(qū)域的地址從實際狀況，相關地質災害搶險部門也可通過監(jiān)測內容第一時間作出相應的規(guī)劃和預判，快速準確的災害狀況收集和規(guī)劃。

4.2 地質災害遙感監(jiān)測

我國國土面積幅員遼闊，地域和地質形態(tài)也有著較大的不同，地質內部的結構組成往往較為復雜，一旦發(fā)生不同程度的地質災害問題，就會嚴重威脅到社會的穩(wěn)定發(fā)展以及經濟的可持續(xù)進步。但隨著我國社會的持續(xù)變革，人們對于生存環(huán)境和自然資源開采速度不斷加快，造成了地質結構的極大改變和破壞，從而誘發(fā)地質災害頻繁發(fā)生，尤其是山體滑坡、泥石流、地面塌陷等問題層出不窮，對于我國人民的生命財產安全造成了極其嚴重的威脅。盡管我國擁有功能齊全的地質災害監(jiān)測儀器，但是大多數(shù)地質災害具有較強的突發(fā)性以及不可預測性，僅靠檢測儀器無法全面的實時監(jiān)管，并且大部分監(jiān)測儀器的應用損耗較高，全面覆蓋也是不切實際的。因此無人機遙感技術在地質災害當中應用，將成為今后地質災害管控和搶險工作的必要手段，具備極高的實際應用價值[3]。

4.3 地質災害應急中的應用

無人機遙感技術在應用的過程中不會受到其他條件以及因素的限制，在執(zhí)行任務的過程當中可以多方位多角度的進行地質災害區(qū)域拍攝和分析，并將其整理成為數(shù)據信息進行反饋，從而實現(xiàn)地質災害區(qū)域的實時監(jiān)控。另外，無人機遙感技術能夠準確的觀測和尋找每一位受害者的所處位置，以及受害者所處環(huán)境的地質狀況，為后續(xù)救援工作奠定良好基礎。另外，無人機遙感技術可實現(xiàn)全天候的帶病作業(yè)，即使是夜間執(zhí)行救援任務也能夠具備較高的戰(zhàn)術素養(yǎng)。

5 實例分析

5.1 無人機航攝

在我國西南某山區(qū)，時常會出現(xiàn)崩塌和滑坡現(xiàn)象，且地質災害種類偏多。應用無人機遙感技術對其地質災害進行實時監(jiān)測，便可應用無人機傾斜攝影技術達成全方位無死角的地質災害問題精細測繪和調查。該項任務需要在海拔平均1800米以上執(zhí)行，所應用的設備為大鵬cw-15無人機，并搭載5拼相機。根據任務當中的要求可知，其航拍高度平均為400米，航向重疊率為80%，航向重疊率在70%，平均地面分辨率能達到0.05厘米以內。通過無人機傾斜攝影和測量，能夠得到高分辨率的數(shù)字影像。該模式下能夠實現(xiàn)空中三角測量，從而建設出三維模型和數(shù)字正射向圖。具體流程如圖1所示。

圖1 無人機遙感調查流程

5.2 數(shù)據處理

本次任務該無人機搭載的是高分辨率數(shù)碼相機，并提前進行了畸變校正與顏色處理，將相機當中的pos數(shù)據快速導出，開展同名點匹配?？焖賹氲孛婵刂泣c坐標信息，從而在空中進行三角測量加密，生成較為密集的點云數(shù)據，獲得較為清晰的三維模型圖[4]。處理流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據處理流程

5.3 精度評定

借助無人機傾斜攝影測量，從而獲取了任務執(zhí)行區(qū)域某泥石流溝實景三維模型。模型紋理清晰可辨，其平均分辨率達到了0.05公分，并根據布設地點的檢核點，總結出平面位置誤差與高程誤差如表一所示，可發(fā)現(xiàn)其綜合誤差較小，讓技術人員能夠準確的計算出地質災害的隱患位置、形態(tài)、高程、泥石流結構以及巖體結構。

表1 實景三維模型精度評定表

6 總結

當前，我國無人機遙感技術地質災害監(jiān)測任務執(zhí)行的過程當中表現(xiàn)出較為良好的效果，并且在各行各業(yè)當中的應用水平也在逐步提升。將其應用在地質災害監(jiān)測過程當中，能夠為人類社會的發(fā)展作出有效貢獻，推動地質災害的分析和預防工作不斷發(fā)展，挽救了諸多生命，隨著我國專業(yè)技術人員對無人機遙感技術的進一步創(chuàng)新和優(yōu)化，該技術在地質災害檢測工作當中的應用也會更加全面和完善。