無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

翟代廷

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊，山東 泰安 271000）

現(xiàn)代無人機技術(shù)已經(jīng)在軍用、民用等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于無人機的巨大優(yōu)勢，相信無人機遙感技術(shù)將帶給人們生活和工作更大的便利。由于地質(zhì)災(zāi)害對人們的生活影響巨大，因此實時掌握地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的真實情況顯得尤為重要，使用無人機遙感技術(shù)可以有效監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害，大大降低其不利影響，其技術(shù)特點超出了其他監(jiān)測方法的范圍，因此，無人機的遙感技術(shù)得到了相關(guān)從業(yè)者的廣泛支持和應(yīng)用。

1 無人機遙感技術(shù)

1.1 無人機遙感系統(tǒng)

無人機遙感系統(tǒng)主要包括地面，空中和數(shù)據(jù)處理三部分。其中地面部分和空中部分是其關(guān)鍵所在，地面部分主要由地面顯示系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和地面指揮系統(tǒng)組成，空中部分主要由空中傳感系統(tǒng)、空中控制系統(tǒng)和空中指揮系統(tǒng)組成。

無人機遙感系統(tǒng)還包括軌道規(guī)劃系統(tǒng)，軌道規(guī)劃要求對無人機飛行地點、飛行性能、飛行速度和飛行要求等各方面綜合考慮。一旦路線規(guī)劃完成，則將特定軌道數(shù)據(jù)傳輸至地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)，并進(jìn)行有效控制。較高技術(shù)水平的遙感系統(tǒng)還可以完成實際環(huán)境差、任務(wù)復(fù)雜的監(jiān)測應(yīng)用。另外，無人機遙感系統(tǒng)獲取的遙感數(shù)據(jù)還可以傳輸至地面控制系統(tǒng)或空中控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，處理和加工。

無人機遙感技術(shù)是無人機技術(shù)和遙感技術(shù)的完美融合。首先，無人機遙感技術(shù)成本相對較低、操作方便快捷、風(fēng)險小、安全性高、適用范圍廣，效果好。其次，無人機遙感技術(shù)有三個部分：空中、地面和數(shù)據(jù)處理，三者有機結(jié)合可以實現(xiàn)更好的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)分析。

1.2 無人機遙感技術(shù)的特征

在實際應(yīng)用中，無人機遙感測繪是以無人機為工作平臺，裝載相關(guān)的輔助工具，如攝像頭和傳感裝置。它可以準(zhǔn)確、快速地完成低空和小區(qū)域的高精度測繪工作。與傳統(tǒng)航拍相比，無人機遙感技術(shù)應(yīng)用效果更好！

另外，無人機遙感技術(shù)還能夠有效處理測量數(shù)據(jù)和信息。無人機遙感測繪主要依據(jù)遙感數(shù)據(jù)，遙感系統(tǒng)不僅時效性強，而且具有高分辨率，測繪時間短和更好的圖像數(shù)據(jù)處理特點。根據(jù)通用無人機技術(shù)的優(yōu)點，通過圖像匹配、像素處理和正設(shè)糾正等圖像處理方法，結(jié)果更加真實。

2 地質(zhì)災(zāi)害的危害

地質(zhì)災(zāi)害是由于人類活動或一些自然地質(zhì)作用造成的災(zāi)害性地質(zhì)事件。如今，隨著人類活動范圍越來越大，越來越頻繁，現(xiàn)代地質(zhì)災(zāi)害也時常發(fā)生，人們的生命健康和財產(chǎn)安全都遭遇到巨大的傷害。地質(zhì)災(zāi)害主要有泥石流、塌方和山體滑坡三種：

①泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴雪或其他自然災(zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快、流量大、物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。②塌方，是指建筑物、山體、路面、礦井在自然力非人為的情況下，出現(xiàn)塌陷下墜的自然現(xiàn)象。近年來，由于過度開采使用地下水，很多地面存在塌陷現(xiàn)象，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害等級出現(xiàn)逐年上升趨勢[1]。③滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象，滑坡會嚴(yán)重危害工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

3 無人機遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)初，無人機技術(shù)就已經(jīng)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，但由于當(dāng)時技術(shù)條件所限，在很長一段時間停滯不前，應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域都極其有限。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料新技術(shù)的涌現(xiàn)，現(xiàn)代無人機技術(shù)得到了長足的進(jìn)步和廣泛的應(yīng)用。目前，隨著紅外線技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、多光譜技術(shù)等在無人機遙感技術(shù)中的應(yīng)用，相信無人機遙感技術(shù)將會在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[2]。

4 無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用分析

（1）快速高效且實時的測繪。相比于傳統(tǒng)測繪方式，無人機遙感技術(shù)具有高度的靈活性和可操作性。能夠快速重復(fù)的拍攝災(zāi)區(qū)動態(tài)圖像，不會受到災(zāi)區(qū)惡劣環(huán)境的影響，為監(jiān)測災(zāi)情，控制災(zāi)情走勢提供了豐富的資料和參考依據(jù)。40mm測量精度，觀察圖像可以清晰地看到樹的紋理分布和細(xì)枝；根據(jù)測量角度，計算機合成的圖像數(shù)據(jù)可以從各個不同視角觀測地質(zhì)災(zāi)區(qū)的實際情況，為控制災(zāi)情，開展救援工作提供實際參考。

（2）地質(zhì)災(zāi)害排查測評。通過無人機遙感測繪技術(shù)，可以全面獲取所需要的災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)資料，根據(jù)災(zāi)區(qū)地質(zhì)條件圖像，分析災(zāi)害的地質(zhì)特征和類型。在評定地質(zhì)災(zāi)害程度時，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的地質(zhì)條件，可以重點利用GIS技術(shù)繪制氣候預(yù)測專題圖和植被破壞程度，并對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)進(jìn)行排序，全面識別地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域發(fā)生的次生災(zāi)害的類型、規(guī)模和面積。該評級在隨后的救援路線和資源分配中起重要作用。

（3）地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用。如果某地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，一旦交通和電力設(shè)施被破壞，很可能會發(fā)生信息中斷。在這種情況下，第一時間獲取災(zāi)區(qū)的真實情況是非常重要的。除災(zāi)害情況預(yù)測外，無人機能夠第一時間將災(zāi)區(qū)信息數(shù)據(jù)傳遞給外界。為相關(guān)專家制定災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案和救援計劃，防止災(zāi)害進(jìn)一步發(fā)展提供真實有效的數(shù)據(jù)支持。

（4）地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。目前無人機遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。通過無人機在地質(zhì)災(zāi)害區(qū)實地獲取的各種影像資料和圖片數(shù)據(jù)，能夠?qū)υ搮^(qū)域的地質(zhì)問題和生態(tài)問題進(jìn)行有效監(jiān)測，并且將各種信息綜合分析處理之后，還可以預(yù)測災(zāi)害程度以及所產(chǎn)生的影響。無人機可用于拍攝礦難，在災(zāi)區(qū)進(jìn)行測繪工作，并通過詳細(xì)分析傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和其他信息自動計算土方量。這可以有效地幫助礦區(qū)開展安全生產(chǎn)工作和轉(zhuǎn)移工作。

5 結(jié)語

根據(jù)本文的描述，我相信您對無人機遙感技術(shù)及其在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用有了更深入的了解。無人機遙感技術(shù)風(fēng)險低、安全性高、操作方便、靈活性高、精度高。與傳統(tǒng)的有人駕駛飛機和航空攝影相比，性能更加突出，生成的3D模型更加逼真。本文重點分析了無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測過程中的快速測繪、災(zāi)害排查測評、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急應(yīng)用和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等方面的優(yōu)勢。本文拋磚引玉，希望無人機遙感技術(shù)在未來地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中有更廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮更重要的作用。