張煦+關健

摘 要：面對頻發(fā)的地質災害，地質環(huán)境監(jiān)測變得格外重要，地質災害調查工作的開展必不可少的是各種實地勘查、測量工作，在一些重災區(qū)，這些工作會變得格外艱難。近些年，我國國內(nèi)無人機產(chǎn)業(yè)已踏上了飛速發(fā)展的道路，無人機技術的低成本性、靈活性、適應性等特點，恰恰符合地質災害調查工作的需求，利用其實時圖傳、正射影像、傾斜攝影等技術手段，可高效的完成各類地質災害調查任務。

關鍵詞：無人機技術；地質災害；

一、地質災害釋義

地質災害是以地質動力活動或地質環(huán)境異常變化為主要成因的自然災害。常見的災害類型有：泥石流、地面塌陷、崩塌、地裂縫、滑坡、地面沉降等。地質災害調查時，須盡量收集災害區(qū)域內(nèi)的地層、氣象、水文、及巖性等資料，并利用工具和儀器進行大致測量，以此確定地質體的特征、穩(wěn)定程度和發(fā)展趨勢，為論證地質災害發(fā)生的可能性，劃分地質災害分區(qū)提供依據(jù)。

二、無人機現(xiàn)狀

無人駕駛的飛機簡稱“無人機”，是利用無線電遙控裝置和自帶程序控制裝置的不載人飛機。無人機種類繁多，從結構角度定義可以分為：無人傘翼機、無人飛艇、無人固定翼機、無人直升機、無人多旋翼飛行器等。無人機最主要的優(yōu)勢是不需要人力駕駛便可以在復雜的環(huán)境中完成飛行任務。

近些年，我國國內(nèi)無人機產(chǎn)業(yè)已踏上了飛速發(fā)展的道路。目前我國出名的無人機公司有：大疆、零度智控、億航、飛豹、昊翔等，其中大疆創(chuàng)新在世界知名，由此可見我國的無人機技術已經(jīng)非常成熟。我國無人機的應用已經(jīng)延伸至各行各業(yè)，如農(nóng)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)等，本文討論的則是無人機在地質災害調查中的應用。

三、無人機在地質災害調查應用中的優(yōu)缺點

地質災害往往帶來重大的破壞和人員傷亡，因此在災害發(fā)生時與發(fā)生后，如何及時獲取災害現(xiàn)場信息及傳輸成為頭等問題，因成本和現(xiàn)場環(huán)境等因素的制約，載人飛機與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術只能滿足部分情況下數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)囊螅鵁o人機系統(tǒng)具有其獨特的優(yōu)勢：

優(yōu)點：

1、低成本。目前無人機的價格較為合理，可選品牌與種類較多，可根據(jù)地質災害調查任務來選擇無人機種類。維護方面，無人機配件使用周期長，維護成本較低，經(jīng)簡單的維護即可保持良好狀態(tài)。訓練成本低，操控員只需要學習相關理論知識和應用知識并使用訓練機培訓即可順利操控無人機。

2、工作效率高。無人機便于攜帶，選擇較開闊場地便可起飛進行地質災害調查工作，能快速、精準得到達災害重點區(qū)域并獲取調查所需要的圖像，小型無人機僅需一個工作人員便可操作并完成地質災害調查任務。

3、適應復雜環(huán)境。除大風、雨雪天氣外，無人機可以在許多復雜的環(huán)境下飛行，比如人力無法到達的山區(qū)、交通被嚴重破壞的災害點。代替普通人力在高危環(huán)境下工作，可大幅減小人員傷亡的可能性。

缺點：

無人機在飛行過程中易受到電磁干擾。附近若有強烈的電磁干擾，無人機將會失去控制，情況嚴重將造成重大事故甚至人員傷亡。因此在飛行前需確保附近沒有高架線、基站等具有高電磁干擾的設備。

四、無人機在地質災害調查中的應用方法

1、實時圖傳

當?shù)刭|災害發(fā)生時，災害體往往穩(wěn)定性較差，加上地型的破壞，應急調查人員無法進入到現(xiàn)場進行調查，在這種情況下，利用攜帶無線圖傳設備的無人機，由專人操控，深入到危險區(qū)域將災害情況實時傳到后方的指揮中心，為地質專家對災害的研判提供技術支持。

無人機連接后方指揮中心組成的實時圖傳系統(tǒng)，在地質災害調查中的應用最為廣泛且效率最高。操控手控制無人機對專家無法到達的區(qū)域進行拍攝，將圖像實時傳輸至指揮中心，專家可根據(jù)圖像對災害情況進行分析，并指揮無人機飛行，根據(jù)現(xiàn)場需要，對災害體進行全方位調查或探究重要區(qū)域進行細節(jié)調查。

2、正射影象

正射影像是指將中心投影的像片，經(jīng)過糾正處理，在一定程度上限制了因地形起伏引起的投影誤差和傳感器等誤差產(chǎn)生的像點位移的影像。正射影像作為一種測繪產(chǎn)品，同時具有數(shù)學精度、幾何精度和影像特征，信息量大，直觀真實，內(nèi)容豐富。

由于某些地質災害的特殊性，如滑坡災害群，其面積十分廣闊，正常的調查與監(jiān)測工作就變得費時費力，此時正射影像圖恰好可發(fā)揮其特性。如下圖：

由左側九張航拍圖像拼接成為右側一張完整的現(xiàn)場圖像，得出圖像既包含細節(jié)又體現(xiàn)整體。成果圖影像上具有方位、坐標及尺寸等數(shù)據(jù)，經(jīng)專業(yè)軟件解析，可直接在圖像上測量距離及面積。

3、傾斜攝影

傾斜攝影技術是通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、傾斜等不同的角度采集影像，獲取地面物體更為完整準確的信息。傾斜攝影可真實反映災害體周邊情況，相較正射影像，傾斜影像能提供更多角度去觀察災害體，通過影像后處理軟件應用，可直接基于成果影像進行包括面積、角度、長度、高度、坡度、方位、坐標等的測量以及計算堆積體的體積，擴展了無人機在地質災害調查中的應用。如下圖：

該圖像中區(qū)域與正射影像展示圖片中相同，再經(jīng)過傾斜攝影技術，成果圖可從不同角度觀察該區(qū)域，可拉近縮小局部區(qū)域，可測量斜坡的坡向、坡高、坡長等數(shù)據(jù)，更加直觀且全面得反應了真實情況。

五、結束語

無人機技術所具備的高機動性、便捷性、低成本使用性、適用范圍廣等特點對于地質調查工作是傳統(tǒng)調查方法所無法比擬的，其特點使這一技術可以用于各種地質災害調查任務，并隨著無人機技術的發(fā)展和后期數(shù)據(jù)處理能力的提高，各種小型傳感器在無人機上的應用，無人機技術將成為地質災害調查及環(huán)境監(jiān)測等不可缺少的重要手段，在國土、水里、交通、電業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等諸多領域中具有廣泛的應用前景。

參考文獻

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