李金香 譚 明 孫甲寧 吳國棟 趙江濤 李 波

（新疆維吾爾自治區(qū)地震局, 烏魯木齊 830011）

引言

北京時(shí)間2021 年3 月24 日5 時(shí)14 分，新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣發(fā)生MS5.4 地震，震源深度10 km。地震造成拜城縣3 人死亡，65 戶房屋不同程度受損。地震發(fā)生后，新疆維吾爾自治區(qū)地震局現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)深入災(zāi)區(qū)各縣6 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、場(chǎng)）30 個(gè)村共計(jì)43 個(gè)調(diào)查點(diǎn)核實(shí)災(zāi)情。目前政府和社會(huì)對(duì)災(zāi)情信息的時(shí)效性要求越來越高，僅靠實(shí)地調(diào)查難以滿足現(xiàn)場(chǎng)工作的需求，遙感技術(shù)作為信息獲取的重要手段之一，在應(yīng)急救援工作中發(fā)揮了重要作用（Lin 等，2015；王曉青等，2015）。無人機(jī)具有快速、機(jī)動(dòng)、靈活、成本低、便于攜帶等特點(diǎn)（鄧飛等，2018），可在短時(shí)間內(nèi)獲取極災(zāi)區(qū)高精度遙感數(shù)據(jù)（徐志強(qiáng)等，2009；尹鵬飛等，2010），曾多次應(yīng)用于災(zāi)情信息提取工作中（童立強(qiáng)，2008；和仕芳等，2016；于江等，2018）。如李瑋瑋等（2016）基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)云南魯?shù)榈卣鸾ㄖ镎鸷暗卣鸬刭|(zhì)災(zāi)害信息進(jìn)行了提取；付博等（2018）利用微型無人機(jī)對(duì)阿克陶地震震害信息進(jìn)行了提??；袁小祥等（2017）、荊帥軍等（2019）基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)九寨溝地震震害信息進(jìn)行了提??；張雪華等（2019）基于無人機(jī)影像及其點(diǎn)云特征對(duì)北川老縣城地震遺址的建筑物震害信息進(jìn)行了提取；顧詩瑤等（2021）基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)長寧地震建筑物震害信息進(jìn)行了提取；杜浩國等（2021）基于無人機(jī)影像對(duì)云南漾濞地震震害信息進(jìn)行了識(shí)別。

為配合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，快速開展震后災(zāi)區(qū)無人機(jī)遙感災(zāi)情獲取與分析，新疆地震局無人機(jī)航拍小組第一時(shí)間利用無人機(jī)對(duì)極災(zāi)區(qū)進(jìn)行航拍，采集遙感影像并及時(shí)處理，用于解譯極災(zāi)區(qū)地表破裂、房屋破壞等信息，為及時(shí)了解震后災(zāi)區(qū)災(zāi)害情況提供信息，為災(zāi)情評(píng)估和災(zāi)后重建工作提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 震區(qū)基本情況

本次地震震中位于拜城縣，拜城縣隸屬于新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)，東與庫車縣毗鄰，西與溫宿縣接壤，南隔卻勒塔格山與新和縣相望，北依天山與昭蘇、特克斯縣相連，氣候特點(diǎn)屬溫帶大陸性干旱型氣候，冬季寒冷，夏季涼爽。境內(nèi)有木扎提河、喀普斯浪河、喀拉蘇河等水系，縣轄4 鎮(zhèn)10 鄉(xiāng)、1 個(gè)管委會(huì)。

本次地震災(zāi)區(qū)地形復(fù)雜，地處天山南麓中段、卻勒塔格山北緣的山間帶狀盆地、渭干河上游流域。四周群山環(huán)抱，北部為天山主干，南部為卻勒塔格山，東部為庫車達(dá)坂，西部有疊山洪溝。地震災(zāi)區(qū)位于木扎爾特沖洪積平原，地勢(shì)開闊平坦，總體地勢(shì)西高東低、北高南低，由西北向東南傾斜（圖1）。災(zāi)區(qū)震中位置、地形地貌如圖1 所示，采用ArcGIS 在線地圖作為地圖底圖，圖中同時(shí)標(biāo)示了微觀震中和宏觀震中位置。地震發(fā)生后，通過地震現(xiàn)場(chǎng)考察，勾畫等震線，確定的震中位置叫做宏觀震中，宏觀震中是地面上破壞最嚴(yán)重的位置。本研究對(duì)宏觀震中附近災(zāi)區(qū)進(jìn)行了無人機(jī)遙感快速災(zāi)情獲取與分析。

圖1 震區(qū)位置、地形地貌Fig. 1 Earthquake location and topography map

災(zāi)區(qū)房屋結(jié)構(gòu)類型主要為磚木結(jié)構(gòu)和農(nóng)村安居工程房屋。磚木結(jié)構(gòu)類型房屋主要分布在農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近，多為居民自建房，房屋墻體由黏土磚和砂土泥漿砌筑，無圈梁及構(gòu)造柱等抗震措施，抗震能力差；安居工程房屋按照抗震設(shè)防規(guī)范設(shè)計(jì)施工，抗震能力較好。

2 無人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)獲取與處理

為快速評(píng)估地震災(zāi)情，無人機(jī)航拍小組第一時(shí)間采用大疆Phantom 4 RTK 型無人機(jī)采集災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)。大疆Phantom 4 RTK 型無人機(jī)是小型多旋翼高精度航測(cè)行業(yè)級(jí)無人機(jī)，具備高精度RTK 導(dǎo)航定位系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位，免去傳統(tǒng)作業(yè)中的像控點(diǎn)布設(shè)，簡(jiǎn)化了作業(yè)流程（藺建強(qiáng)等，2021），同時(shí)可實(shí)時(shí)記錄精確位置、姿態(tài)、置信度、鏡頭標(biāo)定參數(shù)等重要信息，支持多場(chǎng)景下作業(yè)與后處理需求。配備2 000 萬像素廣角相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)飛行過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)導(dǎo)航與定點(diǎn)曝光，確保完成震區(qū)飛行作業(yè)。

2.1 遙感數(shù)據(jù)獲取

本次地震應(yīng)急無人機(jī)航空遙感數(shù)據(jù)獲取流程如下：

（1）儀器準(zhǔn)備：檢查大疆Phantom 4 RTK 型無人機(jī)，確保系統(tǒng)正常，調(diào)整軟件參數(shù)，確保安全。為確保航測(cè)效率，保證場(chǎng)地可充電。分別啟動(dòng)遙控器和無人機(jī)，進(jìn)行IMU 和指南針校準(zhǔn)。

（2）勘察現(xiàn)場(chǎng)：勘察現(xiàn)場(chǎng)地形，觀察測(cè)區(qū)地物分布，確定航測(cè)區(qū)域、飛行器高度，制定航線。經(jīng)勘察，航拍區(qū)域建筑物均沿道路兩側(cè)呈帶狀分布，本次航拍以道路為中心線，沿建筑物分布方向設(shè)縱向航線，航線方向平行于測(cè)區(qū)長邊，以減少無人機(jī)轉(zhuǎn)彎次數(shù)，提高效率。航拍區(qū)域建筑物以單層為主，無大型建筑，然而林帶樹木較高，為確保飛行安全，設(shè)立飛行高度為100 m，航行速度為7 m/s，定點(diǎn)拍攝，完成動(dòng)作后返航，返回高度為50 m。云臺(tái)角度為?90°，航測(cè)正射影像。航向重疊度為60%～80%，旁向重疊度為60%～70%，確保建圖精度。飛行中注意飛行參數(shù)，如RTK 狀態(tài)、遙控器信號(hào)強(qiáng)度及電量等，保持對(duì)飛機(jī)目視觀察，保證飛行安全。

（3）無人機(jī)航測(cè)：無人機(jī)按規(guī)劃好的航線飛行并自動(dòng)測(cè)繪。當(dāng)電量不足或其他原因?qū)е聠渭艽螣o法完成航線任務(wù)時(shí)，可自動(dòng)返航降落，系統(tǒng)記錄航線中斷點(diǎn)，再次執(zhí)行任務(wù)時(shí)，調(diào)用當(dāng)前任務(wù)即可繼續(xù)斷點(diǎn)續(xù)飛。

本次地震應(yīng)急無人機(jī)航拍區(qū)域范圍及航線如圖2 所示，圍繞宏觀震中及實(shí)測(cè)地表破裂帶，航拍宏觀震中附近震害嚴(yán)重的4 個(gè)居民區(qū)，航拍日期為2021 年3 月26 至27 日。采用定點(diǎn)拍攝，共采集災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)2 072 景，影像分辨率為5 cm。因起降、風(fēng)速等因素影響，航帶內(nèi)存在部分區(qū)域拍攝間距不均勻的現(xiàn)象。

圖2 無人機(jī)航拍范圍及航線Fig. 2 UAV aerial photography range and route map

2.2 遙感數(shù)據(jù)處理

采用無人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件PhotoScan 對(duì)獲取的無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成具有地理位置的全區(qū)域高精度遙感影像，進(jìn)而進(jìn)行快速災(zāi)情遙感解譯。數(shù)據(jù)處理方法如下：首先將無人機(jī)影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，軟件可自動(dòng)讀取影像中的POS 信息；然后進(jìn)行影像對(duì)齊分析、同名點(diǎn)匹配、密集點(diǎn)云生成、網(wǎng)格生成、紋理生成、模型建立；最終生成DEM 圖及正射影像圖（圖3），為災(zāi)情遙感解譯提供基礎(chǔ)。

圖3 災(zāi)區(qū)無人機(jī)正射影像圖Fig. 3 Orthophoto map of UAV in disaster area

3 地震災(zāi)情無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)與分析

3.1 地表破裂帶

本文根據(jù)拜城地震后獲取的無人機(jī)高分辨率遙感影像對(duì)地震造成的地表破裂進(jìn)行解譯，結(jié)合地面調(diào)查勘測(cè)獲得地表破裂的空間分布特征。

拜城地震發(fā)生后，中國地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）、中國地震局地球物理研究所（CEA-IGP）、防災(zāi)科技學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院萬永革研究員課題組及德國地學(xué)中心（GFZ）采用不同方法和數(shù)據(jù)計(jì)算本次地震的震源機(jī)制解，得出矩張量反演結(jié)果（表1）。震源深度較淺也是本次地震震害較嚴(yán)重的原因之一（解孟雨等，2021）。

表1 拜城MS5.4 地震震源機(jī)制解參數(shù)Table 1 Focal mechanism solution parameters of the Baicheng MS5.4 earthquake

震區(qū)主體位于庫車坳陷內(nèi)，是塔里木盆地北緣構(gòu)造活動(dòng)最強(qiáng)烈地帶之一，歷史上發(fā)生多次強(qiáng)破壞性地震，最大地震為1949 年庫車7?級(jí)地震（沈軍等，2006），距今最近的是2020 年3 月23 日新疆拜城MS5.0 地震，震中距約6 km。本次拜城MS5.4 地震產(chǎn)生近5 km 長的地表破裂帶，主要分布在拜城縣老虎臺(tái)鄉(xiāng)，近500 m長的破裂帶分布在木扎爾特河西岸河流階地面上，破裂帶總體走向NE54°～NE68°，由2 組NNE 向張裂縫和NE 向左旋剪切裂縫雁列組成，其性質(zhì)與南北向主壓應(yīng)力場(chǎng)構(gòu)造一致。本次地震地表破裂帶具有左旋走滑特征，主要表現(xiàn)為地表裂縫和相對(duì)水平移位。在拜城地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過程中，多名現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查隊(duì)員協(xié)同工作，采用測(cè)量儀器對(duì)地表破裂帶位置及走向進(jìn)行精確定位測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖4 所示。

圖4 地表破裂帶的空間分布和分段特征Fig. 4 Spatial distribution and segmentation characteristics of surface rupture zone

為更好地了解災(zāi)區(qū)特征，現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)考察工作與地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作同步進(jìn)行，科研人員采用開挖探槽的方法精確識(shí)別災(zāi)區(qū)場(chǎng)地類別及地表破裂帶內(nèi)在特征，宏觀震中附近開挖的探槽剖面如圖5 所示，圖中可見多條豎向裂縫，展示了地表破裂帶的地下深層結(jié)構(gòu)，說明地震動(dòng)產(chǎn)生了強(qiáng)大破壞力。圖5 中①層為腐殖質(zhì)層，②層為粉土層，③層為礫石層，災(zāi)區(qū)場(chǎng)地土層為上覆粉土，下伏沖積河床相卵礫石、漂礫，為Ⅱ類場(chǎng)地。

圖5 地表破裂帶附近開挖探槽Fig. 5 Trench excavation near surface fracture zone

無人機(jī)遙感影像目視解譯是根據(jù)影像中地物的光譜、紋理等影像特征進(jìn)行地物識(shí)別，判斷地物類別和特征屬性。地震產(chǎn)生的地表破裂本身在結(jié)構(gòu)特征方面與鄰區(qū)存在較明顯的差異，顯示為影像色調(diào)和紋理結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化（張景發(fā)等，1996），根據(jù)這些影像特征和野外調(diào)查建立解譯標(biāo)志，綜合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，采用遙感手段解譯地表破裂信息，研究地表破裂帶的各類特征（Ganas 等，2001；盧善龍等，2008；董彥芳等，2012；陳順云等，2014）。對(duì)拜城地震無人機(jī)遙感影像進(jìn)行目視解譯，地表破裂帶無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比如圖6 所示。

圖6（a）為開普臺(tái)爾哈納村4 組地表破裂帶無人機(jī)影像，地理位置位于圖4 中a點(diǎn)。經(jīng)遙感影像目視解譯可知，地表破裂帶顏色與周邊地物差異明顯，呈黑色調(diào)，紋理結(jié)構(gòu)清晰，呈線性分布，圖中地表破裂帶由多條線狀分布破裂組成，地表破裂帶通過道路、房屋和院落，所經(jīng)之處的道路被錯(cuò)斷，大門倒塌，老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋損毀，院落地面破壞，院中花臺(tái)出現(xiàn)貫穿裂縫。圖6（b）為對(duì)應(yīng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可知林帶和道路出現(xiàn)連貫線狀裂縫，經(jīng)測(cè)量破裂帶走向?yàn)殓R向NE44°，其性質(zhì)與南北向主壓應(yīng)力場(chǎng)構(gòu)造一致。

圖6（c）為科克亞村3 組地表破裂帶無人機(jī)影像，地理位置位于圖4 中c點(diǎn)。經(jīng)遙感影像目視解譯可知，地表破裂帶顏色呈黑灰色，紋理結(jié)構(gòu)清晰，地表破裂帶由2 條破裂組成，地表破裂帶通過院墻、房屋和院落，所經(jīng)之處的院墻倒塌，老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋地表裂縫處墻體外閃，損毀嚴(yán)重。地表破裂帶未穿過的安居富民房基本完好，院落地面破壞。圖6（d）為對(duì)應(yīng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可知2 條破裂帶端點(diǎn)處墻體倒塌，院落出現(xiàn)連貫裂縫，經(jīng)測(cè)量破裂帶走向?yàn)殓R向SW。

圖6 地表破裂帶無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比Fig. 6 Comparison between UAV image and field investigation in surface rupture zone

圖6（e）為科克亞村2 組地表破裂帶無人機(jī)影像，地理位置位于圖4 中b點(diǎn)。經(jīng)遙感影像目視解譯可知，地表破裂帶顏色呈黑色，地表破裂帶裂縫寬度不均，紋理結(jié)構(gòu)較清晰，由1 組裂縫雁列組成，影像特征明顯。圖6（f）為對(duì)應(yīng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可知地表破裂帶通過農(nóng)田，經(jīng)測(cè)量，地裂縫寬約11 cm。地表破裂帶穿過的地物均遭受嚴(yán)重破壞。

綜上所述，遙感解譯震害特征為：該地表破裂帶穿過的地物多被毀壞，距破裂帶越遠(yuǎn)，震害越輕。結(jié)合地面測(cè)量，地表破裂長約5 km，具有明顯的左旋走滑特征。震區(qū)主體位于庫車坳陷內(nèi)，屬于塔里木盆地北緣第1 排褶皺斷裂帶，拜城地震表明天山正在經(jīng)歷剪切變形。

3.2 房屋建筑損毀分析

拜城地震造成地表破裂帶附近房屋嚴(yán)重破壞，本次地震應(yīng)急無人機(jī)遙感災(zāi)情監(jiān)測(cè)主要航拍了地表破裂帶穿過的村莊，數(shù)據(jù)采集主要分為無人機(jī)飛行高度100 m 正射拍攝和無人機(jī)飛行高度40 m 、∠30°傾斜拍攝，從屋頂和側(cè)立面多個(gè)角度獲取房屋建筑破壞影像。相比單一的正射影像，僅可看到屋頂破壞情況，正射加斜視可更好地識(shí)別建筑物頂面和側(cè)立面紋理特征，更加全面地判斷建筑物破壞等級(jí)。同時(shí)，地震現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合工作隊(duì)在災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作，結(jié)合GPS 手段對(duì)航拍區(qū)域每棟建筑物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害詳查，完成天地一體化立體災(zāi)情監(jiān)測(cè)與分析。

圖7 所示為房屋建筑無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比，圖7（a）為無人機(jī)飛行高度100 m 正射拍攝的地表破裂帶附近老舊磚混結(jié)構(gòu)房屋，可以看出在強(qiáng)烈的地震作用下，房屋女兒墻普遍存在不同程度的破壞，房屋周邊可見大量倒塌磚塊，正射影像僅可識(shí)別房屋頂面破壞信息，對(duì)于房屋整體破壞情況了解不全面。圖7（b）為對(duì)應(yīng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可知該房屋建筑無構(gòu)造柱、無上圈梁，抗震構(gòu)造措施不滿足設(shè)防要求，且不滿足安全使用要求，在地震作用下，造成房屋上部側(cè)向錯(cuò)位與傾斜，房屋門窗上角、下角斜向貫穿裂縫，房屋整體損毀嚴(yán)重，無法繼續(xù)使用。周邊涼棚支柱在地震作用下傾斜，傾斜方向與房屋傾斜方向一致。

圖7（c）為無人機(jī)飛行高度100 m 正射拍攝的地表破裂帶附近老舊磚木結(jié)構(gòu)房屋，可見房屋周邊倒塌磚塊，房屋兩側(cè)墻體傾斜，棚頂出現(xiàn)多條橫向拉張裂縫，房屋墻體承重構(gòu)件破壞嚴(yán)重。圖7（d）為對(duì)應(yīng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可知該房屋為牲畜養(yǎng)殖用房，為磚木結(jié)構(gòu)，墻體為磚砌體，屋頂為木梁承重，在地震作用下，房屋產(chǎn)生較大變形，橫墻及支撐柱傾斜，屋頂部分塌陷，房屋整體損毀嚴(yán)重，旁邊小工具房在傾倒墻體擠壓及地震作用下，整體傾斜。

圖7 房屋建筑無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比Fig. 7 Comparison between UAV image of house building and field investigation

圖7（e）、7（f）為無人機(jī)飛行高度40 m 、∠30°傾斜拍攝影像，可從屋頂和側(cè)面獲取房屋建筑破壞信息。地震地表破裂帶附近老舊房屋均為農(nóng)牧民自建磚木房屋，建造年代較早，房屋墻體由黏土磚和砂土泥漿砌筑，無圈梁及構(gòu)造柱，抗震構(gòu)造措施不滿足設(shè)防要求，抗震能力差。部分房屋存在腐蝕酥堿現(xiàn)象，在此次地震中遭受局部破壞，震害特征以屋面及檐口大量塌落為主，磚木自建房是此次地震的破壞主體。附近的安居房屋絕大部分基本完好。圖7（e）、7（f）中院落圍墻部分損毀嚴(yán)重，呈整體傾倒現(xiàn)象，圍墻建造中缺少地基或地基過淺，在地震作用下，使墻體喪失穩(wěn)定性而整體傾倒。因此，應(yīng)定期開展農(nóng)村居住房屋隱患排查、維修加固，進(jìn)而減輕災(zāi)害損失。

地震造成的建筑物破壞是地震災(zāi)害的直接反映，救災(zāi)帳篷是重大地震等自然災(zāi)害發(fā)生后安置災(zāi)民的重要裝備，其災(zāi)后分布及隨時(shí)間的變化在一定程度上可反映受災(zāi)人員數(shù)量和安置情況（徐岳仁等，2009；吳瑋等，2015）。此次地震地表破裂帶穿過的房屋大多毀壞，無法繼續(xù)使用，距破裂帶越遠(yuǎn)，房屋震害越輕。在地震中受損嚴(yán)重的房屋，震后屋內(nèi)人員全部搬遷。無人機(jī)航拍的震后轉(zhuǎn)移安置點(diǎn)如圖8 所示，由圖8 可知，藍(lán)色救災(zāi)帳篷整齊規(guī)劃，搭建在開闊地帶，為轉(zhuǎn)移安置居民提供了臨時(shí)居住地點(diǎn)，展示了政府快速有力的救災(zāi)能力。

圖8 轉(zhuǎn)移安置點(diǎn)無人機(jī)航拍影像Fig. 8 Aerial image of UAV at transfer resettlement site

3.3 交通系統(tǒng)破壞分析

拜城地震產(chǎn)生的地表破裂帶基本呈線性展布，破裂左旋錯(cuò)斷道路，造成13 km 村道局部破壞。本次地震中應(yīng)急無人機(jī)遙感災(zāi)情監(jiān)測(cè)航拍了道路震害信息，同時(shí)地震現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合工作隊(duì)結(jié)合GPS 手段在災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)開展道路震害詳查，交通系統(tǒng)無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比如圖9 所示。

圖9（a）為無人機(jī)航拍的科克亞村2 組路面破裂正射影像，可知地表破裂帶穿過村莊道路，路面破裂處顏色與完好路面差異明顯，呈黑色，紋理結(jié)構(gòu)清晰，破裂產(chǎn)生大小不一的破碎塊體，造成路面局部破壞。圖9（b）為此處道路震害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可以看出道路出現(xiàn)連貫線狀裂縫，在地震作用下，裂縫周邊產(chǎn)生多個(gè)破碎塊體，經(jīng)車輛來回碾壓，塊體移位且更加破碎化，經(jīng)測(cè)量破裂帶走向?yàn)殓R向NE，與南北向主壓應(yīng)力場(chǎng)構(gòu)造一致。

圖9 交通系統(tǒng)無人機(jī)影像與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)比Fig. 9 Comparison between UAV image of traffic system and field investigation

圖9（c）為無人機(jī)航拍的科克亞村2 組另一處路面破裂正射影像，可知路面破裂處呈較寬的黑色紋理，破裂線性分布，整齊明顯，未產(chǎn)生路面破碎塊體，道路整體呈左旋錯(cuò)動(dòng)。圖9（d）為此處道路震害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可以看出道路出現(xiàn)連貫線狀裂縫，原本對(duì)齊的路面在地震作用下左旋錯(cuò)動(dòng)移位，經(jīng)測(cè)量路面錯(cuò)動(dòng)約10 cm。

圖9（e）為無人機(jī)航拍的科克亞村3 組路面破裂正射影像，可知路面破裂處呈較寬的灰色帶狀紋理，破裂呈階梯狀分布，路面產(chǎn)生細(xì)小破碎塊體。圖9（f）為此處道路震害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，可以看出道路出現(xiàn)分段破壞現(xiàn)象，原本平整的路面在地震作用下出現(xiàn)階梯狀破裂，在燈光照射下，地表破裂帶處產(chǎn)生燈光陰影區(qū)，與平整路面色調(diào)差異明顯。經(jīng)測(cè)量科克亞村3 組路面破裂為鏡向N。

4 結(jié)論

利用無人機(jī)進(jìn)行新疆拜城MS5.4 地震災(zāi)區(qū)應(yīng)急航拍，對(duì)災(zāi)區(qū)地表破裂帶、房屋建筑及交通系統(tǒng)震害信息進(jìn)行無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)與分析，主要結(jié)論如下：

（1）為快速評(píng)估地震災(zāi)情，無人機(jī)航拍小組第一時(shí)間采用大疆Phantom 4 RTK 型無人機(jī)低空遙感信息采集平臺(tái)采集災(zāi)區(qū)遙感數(shù)據(jù)。共采集災(zāi)區(qū)無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)2 072 景，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，形成具有地理位置的全區(qū)域高精度正射影像，并進(jìn)行快速災(zāi)情遙感監(jiān)測(cè)與分析。

（2）根據(jù)影像中地物的光譜特征、紋理特征等影像特征判斷地物類別和特征屬性，進(jìn)行無人機(jī)遙感影像震害信息目視解譯，經(jīng)分析可知，地震產(chǎn)生線性地表破裂帶，破裂帶所經(jīng)之處房屋大多毀壞，中等以上破壞程度的房屋集中分布在地表破裂帶兩側(cè)500 m 范圍內(nèi)。距破裂帶越遠(yuǎn)，房屋震害越輕，震害分布受斷裂帶控制。

（3）本次地震應(yīng)急采用無人機(jī)飛行高度100 m 正射拍攝和無人機(jī)飛行高度40 m 、∠30°斜向拍攝進(jìn)行房屋震害監(jiān)測(cè)，從屋頂和側(cè)面多個(gè)方向獲取房屋破壞影像。經(jīng)分析可知，地震災(zāi)區(qū)造成人員傷亡的房屋均為農(nóng)牧民自建磚木房屋，抗震構(gòu)造措施不滿足設(shè)防要求，在地震作用下產(chǎn)生較大變形，安居房屋絕大部分基本完好，在很大程度上保護(hù)了廣大群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（4）無人機(jī)遙感災(zāi)情監(jiān)測(cè)航拍影像解譯出村莊道路局部破壞。路面產(chǎn)生多處裂縫及錯(cuò)動(dòng)移位。本次地震造成的地表破裂帶性質(zhì)單一，1 條主破裂帶沿?cái)嗔褞С示€性分布，使大部分應(yīng)力得以釋放，是災(zāi)害產(chǎn)生的主要原因。

致謝 感謝新疆維吾爾自治區(qū)地震現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合工作隊(duì)提供的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)支持，感謝中國地震局地震預(yù)測(cè)研究所王曉青研究員給出的寶貴建議及感謝審稿專家給出的重要修改意見。