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

趙淑玲 王澤 王曉娜

【摘 要】無人機遙感技術(shù)是一種相對比較先進的現(xiàn)代技術(shù)，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方面，無人機遙感技術(shù)也發(fā)揮著重要作用，使地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)和水平進入了一個新的發(fā)展階段。論文主要針對無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用展開詳細分析，簡單介紹了無人機遙感技術(shù)的原理和發(fā)展空間，舉例說明了無人機遙感技術(shù)在實際地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用效果，并做出了未來展望。

【Abstract】The UAV remote sensing technology is a relatively advanced modern technology. In the aspect of geological hazard monitoring， the UAV remote sensing technology also plays an important role， which makes the geological hazard monitoring technology and level enter a new stage of development. The paper mainly analyzes the application of the UAV remote sensing technology in geological hazard monitoring in detail， briefly introduces the principle and development space of the UAV remote sensing technology， illustrates the application effect of the UAV remote sensing technology in the actual geological disasters， and makes future prospects.

【關(guān)鍵詞】無人機遙感技術(shù)；地質(zhì)災(zāi)害；監(jiān)測

【Keywords】UAV remote sensing technology； geological hazards； monitor

【中圖分類號】TP79 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）05-0167-02

1 引言

我國也是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率比較高的國家，無人機遙感技術(shù)的使用有效提高了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測能力，其技術(shù)特點是其他監(jiān)測方式所無法達到的，這也使得無人機遙感技術(shù)越來越受到相關(guān)行業(yè)人員高度青睞的原因之一。

2 無人機遙感系統(tǒng)

無人機遙感系統(tǒng)主要可以分為三個部分，分別是：地面部分、空中部分和數(shù)據(jù)處理部分。在這三個部分中，地面部分和空中部分是最為主要的，也是最為關(guān)鍵的兩個部分。地面部分主要包括地面的控制、指揮以及顯示等方面的系統(tǒng)，空中部分主要包括空中的控制、指揮、傳感等方面的系統(tǒng)。

無人機遙感系統(tǒng)同時也包括航跡規(guī)劃系統(tǒng)，航跡規(guī)劃系統(tǒng)的主要作用是進行飛行軌道的規(guī)劃，也就是飛行地點、飛行速度、飛行性能、飛行要求等。航線規(guī)劃完成后會將具體的航跡傳遞到地面和空中控制系統(tǒng)，然后再進行地面和空中的航跡控制[1]。無人機上所安裝的傳感器系統(tǒng)的主要作用是獲取遙感信息，呈現(xiàn)遙感影像。傳感器系統(tǒng)所應(yīng)用到的設(shè)備包括很多，例如數(shù)碼相機、雷達等，將這些技術(shù)結(jié)合在一起，就可以形成一個相對比較完善，技術(shù)水平比較高的遙感系統(tǒng)，可以滿足復(fù)雜性比較高，實際環(huán)境比較惡劣的監(jiān)測應(yīng)用。另外遙感系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)后，可以將數(shù)據(jù)資料傳遞到空中或者地面控制系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)的分析、處理以及加工等工作。

無人機遙感技術(shù)實際上是無人機技術(shù)和遙感技術(shù)的有機結(jié)合，將這兩種技術(shù)有效結(jié)合在一起，可以達到更加完善的技術(shù)效果和應(yīng)用效果。首先無人機遙感技術(shù)的成本比較低，操作起來方便快捷，風(fēng)險性小，安全性高，應(yīng)用的范圍比較廣泛且效果良好。其次，無人機遙感技術(shù)有空中、地面、數(shù)據(jù)處理三個部分，這三個部分的有機結(jié)合能夠更好地進行監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)分析，從而提高監(jiān)測效率和效果。

3 無人機遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

無人機技術(shù)出現(xiàn)于20世紀初，最早應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。由于受到技術(shù)方面的限制，無人機技術(shù)的發(fā)展比較緩慢，并且長期沒有實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，沒有擴展應(yīng)用領(lǐng)域。在現(xiàn)代化技術(shù)高速發(fā)展的今天，我國無人機技術(shù)的也得到了快速的發(fā)展與提高，除了在軍事領(lǐng)域中取得了良好的作用效果，獲得了巨大優(yōu)勢之外，還將無人機技術(shù)引入到測繪和科研等方面。與世界發(fā)展水平相比，我國無人機技術(shù)雖然仍然存在一定的局限性和落后性，但是正在逐漸走向成熟，逐漸朝著世界先進水平而不斷努力。當前，無人機技術(shù)和遙感技術(shù)結(jié)合迅速發(fā)展起來，并且在許多領(lǐng)域中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，紅外線技術(shù)、雷達技術(shù)、多光譜技術(shù)等都實現(xiàn)了在無人機遙感技術(shù)當中的應(yīng)用，并且具有高度的實際應(yīng)用價值。

4 無人機遙感技術(shù)的特征

無人機遙感技術(shù)不僅能夠進行影像的拍攝和獲取，還能夠進行數(shù)據(jù)的傳遞和分析處理，這與傳統(tǒng)的影像技術(shù)和效果是大不相同的。在實際應(yīng)用中，無人機遙感技術(shù)可以進行測繪工作，利用相機技術(shù)和傳感等技術(shù)來完成一定區(qū)域內(nèi)的測繪工作，具有低成本、高精度、廣范圍的特點。

無人機遙感技術(shù)的另外一個特征就是對于測繪數(shù)據(jù)有關(guān)具體信息的分析和處理功能。無人機遙感技術(shù)擁有比較強大的測繪系統(tǒng)，它所測繪出來的圖像、數(shù)據(jù)等信息有著比較高的準確度和分辨率，并且能夠利用極短的時間完成整個區(qū)域周期的測繪工作，同時還能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析與處理，這是其他技術(shù)所無法達到的功能[2]。另外，無人機遙感技術(shù)所測繪出的圖像和獲得信息有著一定的實效性，其真實程度相對比較高。

5無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害檢測中的應(yīng)用分析

5.1 快速測繪

無人機遙感技術(shù)具有快速測繪的特點。與傳統(tǒng)測繪方式相比，無人機具有一定的靈活性，可以自如地在空中飛行，并且飛行速度、高度等都可以進行實時操控，此外，無人機飛行速度比較快，可以利用更少的時間拍攝更多更真實的圖像，同時還可以對某一特定地區(qū)進行多次重復(fù)的拍攝，獲取更多的資料以及信息。通過這種方式就可以實現(xiàn)對發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)進行實時動態(tài)的監(jiān)測，提高監(jiān)測效果，確保災(zāi)區(qū)災(zāi)情在可控范圍之內(nèi)。另一方面，這種監(jiān)測方式通常不會受到災(zāi)區(qū)惡劣環(huán)境的影響，可以在小阻力的情況下進行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測[3]。以魯?shù)榈貐^(qū)地震災(zāi)害的監(jiān)測為例，就采用了無人機遙感技術(shù)。該無人機拍攝的速度為72次/s，拍攝的精度高達40mm，取得了良好的監(jiān)測效果。無人機具有比較強的可操控性，并且操作簡單快捷，有關(guān)工作人員只需要花費一小部分時間就可以完全掌握無人機操控技術(shù)，進行災(zāi)區(qū)的現(xiàn)場測繪與監(jiān)控。當工作人員完成了測繪工作之后就可以將圖像等信息傳達到地面部分，進行接下來的數(shù)據(jù)分析、處理等工作，另外通過無人機所拍攝的圖像可以真實清楚地看到災(zāi)區(qū)全方位的災(zāi)情圖，從而快速幫助有關(guān)人員了解災(zāi)區(qū)狀況和災(zāi)情程度，以根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定救援方案，采取一系列的救援措施。由此可見，無人機遙感技術(shù)的測繪技術(shù)對于地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測作用是不容忽視的。

5.2 地質(zhì)災(zāi)害排查測評

通過無人機遙感技術(shù)可以快速獲得災(zāi)區(qū)的圖像，對于圖像數(shù)據(jù)信息進行分析和處理就可以得到全方位的災(zāi)區(qū)圖片，展示出真實的災(zāi)區(qū)現(xiàn)場情況。因此無人機遙感技術(shù)可以作為地質(zhì)災(zāi)害排查測評的重要依據(jù)。通過無人機遙感技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害進行監(jiān)測時，再通過GIS技術(shù)對災(zāi)區(qū)的破壞程度、地質(zhì)條件、傷亡人數(shù)、氣候預(yù)測等信息進行專門的繪制，并進行信息分析，通過這種方式就可以實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的測評，確定災(zāi)害狀況、災(zāi)害等級、災(zāi)害類型、發(fā)生災(zāi)害次生的可能性等信息。這些信息的獲取和分析將有利于救援工作的開展，有利于實現(xiàn)救援資源、救援方式、救援人員的合理優(yōu)化配置。

5.3 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

近幾年來我國開始使用無人機遙感技術(shù)來進行地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作，通過對無人機所獲得的各種信息、圖像等數(shù)據(jù)可以有效完成對地質(zhì)問題、生態(tài)問題等方面的監(jiān)測，并且預(yù)測災(zāi)害程度以及所產(chǎn)生的影響。例如，對礦區(qū)災(zāi)害的監(jiān)測就可以采用無人機遙感技術(shù)。利用無人機可以進行礦山災(zāi)情的圖片拍攝，進行災(zāi)區(qū)測繪工作，同時通過對傳遞的數(shù)據(jù)等信息的詳細分析可以自動計算土方量，從而能夠有效幫助礦區(qū)進行安全的生產(chǎn)工作和轉(zhuǎn)移工作。

5.4 地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用

當某一地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的情況下，就非常容易出現(xiàn)信息中斷、交通破壞等現(xiàn)象，因此在這種情況下最為重要的工作內(nèi)容就是獲取災(zāi)區(qū)的真實、詳細的現(xiàn)場信息。利用無人機技術(shù)可以打破傳統(tǒng)的測量模式，通過對無人機的操控就可以實現(xiàn)對災(zāi)區(qū)現(xiàn)場的圖片獲取、進行現(xiàn)場測繪，以及災(zāi)情的預(yù)測等，可以第一時間將災(zāi)區(qū)的信息數(shù)據(jù)傳遞到外界。除此之外，無人機傳感技術(shù)還可以對災(zāi)情進行進一步的分析與處理，預(yù)測潛在的危險或者可能發(fā)生的次生災(zāi)害，從而為有關(guān)專家制定救援方案和災(zāi)害應(yīng)急方案提供真實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，防止災(zāi)害的進一步發(fā)展擴大。

6 結(jié)論

在地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測應(yīng)用中，無人機遙感技術(shù)體現(xiàn)出了高速度、高精度、高靈活度、高真實度等特點，可以及時準確地進行災(zāi)害監(jiān)測，傳遞災(zāi)害數(shù)據(jù)信息，并且具有較高的安全性，為人們進行災(zāi)區(qū)的監(jiān)測控制提供了便利。在未來的發(fā)展過程中，無人機技術(shù)將會實現(xiàn)質(zhì)量更佳的數(shù)據(jù)采集，無人機飛行功能和抗氣流的功能將會得到進一步提高，從而更好地造福于人類社會。

【參考文獻】

【1】李遷.低空無人機遙感在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2013.

【2】孫杰，林宗堅，崔紅霞.無人機低空遙感監(jiān)測系統(tǒng)[J].遙感信息，2003（01）：49-50，27.

【3】高姣姣.高精度無人機遙感地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查應(yīng)用研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.