趙忠亮

（三和數(shù)碼測繪地理信息技術(shù)有限公司，甘肅 天水 741000）

隨著近幾年地質(zhì)災害發(fā)生頻率不斷提高，人們對地質(zhì)災害防范工作也引起極大關(guān)注，特別是在地質(zhì)災害測量勘查方面，做好這項工作才能夠獲取第一手資料，并為地質(zhì)災害科學判斷和預防救援工作開展提供有力支持。而將無人機航拍測量技術(shù)應用到其中，就可以妥善解決傳統(tǒng)測量方式運用存在的數(shù)據(jù)不夠全面、精準性較差、工作效率低等問題，并在對獲取數(shù)據(jù)信息進行分析處理以后，所生成的地區(qū)直觀圖像信息，也為地質(zhì)災害管控和有效處理奠定良好基礎(chǔ)[1]。本文聯(lián)系無人機航拍測量技術(shù)概念和特點，對無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中應用的操作流程進行細致分析，并從地質(zhì)災害排查、地質(zhì)災害監(jiān)督、地質(zhì)災害處理等方面入手，詳盡探討無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中的實踐應用，希望可以發(fā)揮參考作用。

圖1 無人機航拍測量圖

1 無人機航拍測量技術(shù)概念和特點

1.1 概念

無人機航拍測量技術(shù)主要是以無人機為空中平臺，并通過高分辨率數(shù)碼相機、紅外掃描儀、激光掃描儀等機載遙感設(shè)備，對相關(guān)測量信息進行有效獲取，然后利用計算機對圖像信息進行分析處理，并按照一定精度要求制作成為清晰直觀圖像，可以說無人機航拍測量是集成了高空拍攝、遙控遙測、視頻影像微波傳輸、計算機高效處理的一種新型技術(shù)。

1.2 特點

對無人機航拍測量技術(shù)進行應用，具有以下特點：①能夠開展低空作業(yè)，極大彌補了傳統(tǒng)航拍、衛(wèi)生遙感等技術(shù)存在的不能及時采集有云覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)缺陷，所得數(shù)據(jù)信息也會更加全面；②采集速度非?？欤瑢?shù)碼相機作為傳感器，對有關(guān)數(shù)據(jù)進行采集，不僅速度非?？?，而且圖像成型質(zhì)量較高，其中地面分辨率可以達到20cm；③技術(shù)靈活性較高，無人機航拍測量技術(shù)應用，可以良好適應各種不同環(huán)境，在減少測量工作干擾的同時，也能更快更好完成實際測量任務；④工作成本較低，對無人機航拍測量技術(shù)進行使用，在一定程度上可以節(jié)約更多人力成本，并且開展數(shù)據(jù)采集、分析處理、生成圖像等工作，都是通過遙感設(shè)備、計算機等實現(xiàn)，整個工作效率比較高，相應對的成本也會急劇減少[2]。

1.3 工作原理

無人機運動主要是利用無線遙感技術(shù)和裝置進行控制，確保其按照既定軌道進行飛行運動。以往的無人機航拍測量技術(shù)僅僅對垂直角度的影像、圖片數(shù)據(jù)進行采集，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，無人機傾斜攝影測量技術(shù)逐漸開發(fā)和應用，實現(xiàn)多角度、全方位的測量和數(shù)據(jù)采集，方便對正側(cè)面圖像的有效性識別。在此技術(shù)支持下，可以同時按照若干個攝像頭，并使其開展交叉拍攝測量，保障數(shù)據(jù)信息采集的全面性和系統(tǒng)化，提高圖像采集標準，提高其應用價值。

一般情況下，無人機的動力系統(tǒng)選擇電池動力系統(tǒng)，可以使其在飛行中保持穩(wěn)定性，減少振動對成像質(zhì)量的影響。固定翼可以提高其續(xù)航市場，提高數(shù)據(jù)采集效率；旋翼可以保障其飛行安全性能，要結(jié)合實際的工作需求，選擇合適的無人機類型，確保其載重、續(xù)航時間、飛行速度滿足標準要求。

2 無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中應用的具體操作流程

2.1 確定航線和測量區(qū)域

考慮到大部分無人機飛行時間較為短暫，正常情況下為30min左右，這時候開展航拍測量工作，就要在開展之前對航拍區(qū)域加以確定，并且有針對性的進行區(qū)域精準劃分，以為測量航線、飛行時間和飛行次數(shù)科學合理安排奠定良好基礎(chǔ)。

具體實踐中，若測量區(qū)域范圍過大，為更好完成航拍測量任務，就可以分段開展區(qū)域測量工作，操作中也要注意在規(guī)定時間內(nèi)完成航拍任務，以保證整個測量工作有條不紊完成，執(zhí)行時還要嚴格按照確定飛行路線進行操作，以避免出現(xiàn)重復拍攝狀況。

2.2 科學布設(shè)航拍網(wǎng)點

在確定好無人機航拍測量區(qū)域以后，就可以對航拍網(wǎng)點進行布設(shè)，操作過程中，相關(guān)工作人員也要結(jié)合實際情況，對無人機航拍測量內(nèi)容進行細致分析，并充分考慮各項可能影響工作開展因素，如：周圍環(huán)境，在網(wǎng)點布置時就采取有效措施對其加強控制，整個航拍過程也會更加合理和規(guī)范，并保證上傳數(shù)據(jù)信息真實和準確。甚至在開展工作之前，還可以根據(jù)布設(shè)網(wǎng)點和確定航線進行試運行，并根據(jù)得到結(jié)果對網(wǎng)點進行優(yōu)化調(diào)整，在促進航拍測量工作更好展開的基礎(chǔ)上，所獲取信息數(shù)據(jù)質(zhì)量也能得到有力保障[2，3]。

2.3 獲取實時地質(zhì)圖像

大量實踐反映，地區(qū)在發(fā)生地質(zhì)災害的時候，所在地區(qū)地質(zhì)環(huán)境也會發(fā)生一系列變化，不僅加大了地質(zhì)災害測量工作難度，還無法保證所得數(shù)據(jù)信息精準度，這時依托無人機航拍測量技術(shù)，就可以直接通過無人機和搭載遙感設(shè)備，對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行快速、精準獲取，所形成的地區(qū)直觀圖像信息，也能為地質(zhì)災害監(jiān)控、處理提供有力支撐，特別是在發(fā)生地質(zhì)災害以后，只需要指揮無人機進入災害區(qū)域，對實時圖像進行拍攝和上傳，就可以通過得到影像資料，有效把握地質(zhì)災害區(qū)實際狀況，并在細致分析影像當中，對地質(zhì)災害防治進行科學規(guī)劃。

2.4 建立三維立體模型

三維立體建模是地質(zhì)災害勘查中的一項重要內(nèi)容，不僅可以提高測量工作精準度，還能幫助相關(guān)人員更好掌握地質(zhì)災害現(xiàn)場情況。

實踐中，需要借助傾斜航拍技術(shù)，對不同角度的影像數(shù)據(jù)進行獲取，甚至還可以通過調(diào)整測量長度、坡度、坐標等，更加客觀的觀察災害區(qū)，并進一步放大局部區(qū)域情況，涉及到的勘察內(nèi)容也會變得更加豐富。另外，在構(gòu)建三維立體模型過程中，還可以對正射影像進行充分利用，通過修復處理以后，影像也會體現(xiàn)出高精度特點，在幫助相關(guān)人員更加直觀了解地質(zhì)災害實地情況基礎(chǔ)上，也能為決策規(guī)劃、執(zhí)行和執(zhí)行提供有力依據(jù)。

2.5 數(shù)據(jù)獲取與處理

在測量數(shù)據(jù)獲取上，無人機航拍遙感需要在飛行下落以后，再對測量數(shù)據(jù)進行二次下載，無法達到地質(zhì)災害應急救援工作需要，還要保證測量數(shù)據(jù)得到及時上傳和處理，操作中可以依托無人機平臺，并通過傳感設(shè)備、超視網(wǎng)絡等實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳遞，甚至還可以采用編碼或壓縮方法，使數(shù)據(jù)上傳速度進一步提升，在確保提交測量數(shù)據(jù)快速生成成果的同時，數(shù)據(jù)及時上傳和處理需求也能得到有效滿足。并且對測量數(shù)據(jù)進行處理，需要對影像重疊度低、圖片數(shù)量較多、傾斜角較大等問題引起高度重視，特別是在影像配比自動化連接、匹配上面，可以充分利用無人機低空影像數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)航拍影像數(shù)據(jù)自動化處理，然后再對影像參數(shù)進行優(yōu)化和完成DOM/DEM制作[3]。

3 無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中的實踐應用分析

地質(zhì)災害的影響因素包含很多類型，其中有地裂縫、崩塌、山體滑坡等因素下，導致地質(zhì)強烈運動或者環(huán)境劇烈變化等現(xiàn)象。

在對地質(zhì)災害進行調(diào)查、防范處理時，需要利用遙測技術(shù)、地面調(diào)查手段等對地質(zhì)災害的數(shù)據(jù)信息進行全面性采集和分析，以便對目標區(qū)域的巖層信息、水文條件等進行全面性測繪分析，以便掌握該區(qū)域的地質(zhì)特征，以便為地質(zhì)災害類型、受損程度判斷工作提供依據(jù)，以便采取針對性和有效性的地質(zhì)災害防范措施，減少地質(zhì)災害發(fā)生幾率，降低其危險性。無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中進行實踐應用，涉及到的內(nèi)容有：

（1）地質(zhì)災害排查，從地質(zhì)災害排查角度入手，對無人機航拍測量技術(shù)應用進行分析，就可以充分利用無人機測量快速、靈活等特點，在較短時間內(nèi)得到所在區(qū)域地質(zhì)災害相關(guān)信息資料，并且透過這些數(shù)據(jù)信息，也能更好掌握測量區(qū)域?qū)嶋H狀況，操作中還可以引入地理信息系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)地質(zhì)災害發(fā)生區(qū)域精準定位，還能夠為預測、救援工作科學展開奠定良好基礎(chǔ)；

（2）地質(zhì)災害監(jiān)察，通過無人機航拍測量技術(shù)，可以對地質(zhì)災害區(qū)域?qū)嵤﹦討B(tài)性監(jiān)測，并根據(jù)前后所得測量圖像信息，精準預判地質(zhì)災害區(qū)域變化情況，特別是針對一些不穩(wěn)定地區(qū)，很可能會出現(xiàn)災害頻次增加情況，這時候就可以對這些地區(qū)進行持續(xù)性監(jiān)察工作，并根據(jù)無人機反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，快速生成災害地區(qū)三維模型，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到模型當中，可以得到精度較高的數(shù)字地圖，還可以利用軟件自動化處理功能，對影像實施細化制作，可以更加準確的顯示地區(qū)地質(zhì)災害信息，經(jīng)過前后對比分析以后，也能對整體災害發(fā)生情形進行有效預測，不僅可以為地質(zhì)災害預防、處置提供可靠依據(jù)，還能將災害可能帶來影響降至最低；

（3）地質(zhì)災害處理，在地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災害以后，附近公路、通訊、電網(wǎng)等很可能會出現(xiàn)損壞情況，并對信息傳遞和應急救援帶來極大影響，這時候開展地質(zhì)災害應急處理工作，就可以依托無人機航拍測量技術(shù)，對需要得到災害數(shù)據(jù)信息進行有效獲取，并且該項技術(shù)應用不易受到外界環(huán)境因素影響，既能夠滿足持續(xù)性工作要求，又能夠保證得到數(shù)據(jù)信息質(zhì)量，在對無人機獲取影像信息進行分析和整合以后，就可以有針對性的開展應急救援工作，并對地質(zhì)災害再次發(fā)生情況進行有效監(jiān)控，災害所帶來的影響也會控制在一定范圍以內(nèi)。

（4）現(xiàn)場調(diào)度指揮。在地質(zhì)災害防范處理中，利用無人機航拍測量技術(shù)，可以把測量獲得的實時圖像數(shù)據(jù)進行綜合整理，傳輸?shù)街笓]中心，工作人員結(jié)合接收到的圖像信息數(shù)據(jù)開展全面深度的分析工作，以便對地質(zhì)災害進行全面性掌握，制定針對性的防控措施，為地質(zhì)災害防控工作的高效性開展提供現(xiàn)代化技術(shù)支持，提高地質(zhì)災害處理能力和效果，減少地質(zhì)災害出現(xiàn)幾率，保障人們對生命、財產(chǎn)安全，助力災害信息采集系統(tǒng)的高效化運轉(zhuǎn)。

（5）災情信息處理分析。在提取地質(zhì)災害信息后，需要對其進行科學合理化處理，如信息篩查、去噪、提煉等，以便結(jié)合實際的工作需求，對災情信息進行指向性處理、整理和分析。工作人員要結(jié)合無人機航拍測繪采集的數(shù)據(jù)，展開全方位、多角度的數(shù)據(jù)信息評估工作，以便對地質(zhì)災害區(qū)域進行層次化劃分，按照災害破壞范圍、程度等指標將其劃分為三個等級。利用測繪影像解釋功能，對地質(zhì)災害類型進行探究，并利用科學運算公式對不同區(qū)域地質(zhì)類型具體范圍進行精準性計算，對受損程度進行系統(tǒng)性、動態(tài)性評估預測，在此基礎(chǔ)上評估災害程度。同時工作人員需要對周邊的整體生態(tài)環(huán)境屬性進行全面性分析，掌握其自我調(diào)節(jié)能力和恢復能力，對于那些受損程度較低、可以自行修復的區(qū)域信息進行刪減，提高地質(zhì)災害防范措施的針對性和精準性，提高工作效率；利用無人機航拍技術(shù)對剩余的信息數(shù)據(jù)進行精準化識別，去除準確度較低的數(shù)據(jù)，并利用邊緣模糊化功能，對具體的地質(zhì)災害區(qū)域進行精準定位，同時在該區(qū)域開展針對性信息識別，掌握更加精準的數(shù)據(jù)，幫助工作人員對災害類型進行科學性識別與判斷；然后利用正向映射技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進行處理，并形成高程模型成像，對相關(guān)信息進行重復性比較分析，對邊緣模糊信息進行刪減，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的預處理，為地質(zhì)災害防范工作的高效性開展提供更加精準化與針對性的數(shù)據(jù)依據(jù)。在比例尺的支持下，對完成預處理的數(shù)據(jù)信息進行二次確認，使其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)域、熱紅外等數(shù)據(jù)，為地質(zhì)災害區(qū)域成像提供參考，在圖像顯示功能的支持下，把DEM數(shù)據(jù)在屏幕上進行投放，利用人工翻譯功能實現(xiàn)對地質(zhì)災害的分類處理；在此基礎(chǔ)上對潛在的地質(zhì)災害破壞源進行精準識別，明確災害類型，利用定位功能對影像結(jié)果進行全面性分析，形成地質(zhì)災害防范措施，對地質(zhì)災害的防范處理提供專業(yè)指導；在無人機航拍技術(shù)支持下，構(gòu)建地質(zhì)立體模型，推進地質(zhì)保障服務，二次注冊地理坐標，實現(xiàn)地質(zhì)災害測繪圖像分析處理效果，保障地質(zhì)災害的防范處理工作的高效開展。

（6）地質(zhì)物理勘查方法。在對地質(zhì)災害進行勘察時，往往利用高密度電阻率法進行勘查，這是一種物探法。在具體實施中，主要是利用專業(yè)儀器設(shè)備對相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)的巖土體進行勘探，以便對其導電數(shù)值進行全面性、精準性收集，這樣一來可以對該區(qū)域垂直、水平方向的電性變化情況進行直觀化反映，工作人員能夠結(jié)合采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息展開深度分析，對兩類數(shù)據(jù)之間的差異性展開探究，以便對該區(qū)域地質(zhì)情況進行全方位、多角度的認知，為目標范圍內(nèi)潛在的地質(zhì)災害隱患風險進行精準定位，這樣就可以在開展地質(zhì)作業(yè)時，精準的避開風險區(qū)域，減少地質(zhì)安全事故的發(fā)生幾率，保障工作人員的人身安全；此外還有一種淺層地震法，可以利用智能化技術(shù)設(shè)備對目標區(qū)域的地震波進行真實性模擬，并在專業(yè)技術(shù)的協(xié)助下激起地震波，在此過程中安排專業(yè)人員對地震波在底質(zhì)層范圍內(nèi)的傳播規(guī)律進行動態(tài)性觀測和記錄，助力地質(zhì)勘查作業(yè)的高效性開展，幫助工作人員對目標區(qū)域斷層、空洞等風險進行深度分析和掌握。

4 結(jié)語

本文是對無人機航拍測量技術(shù)在防范地質(zhì)災害領(lǐng)域中應用的分析，隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和生態(tài)環(huán)境日益惡化，各地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災害的頻率也不斷增加，并對生態(tài)環(huán)境和人們安全構(gòu)成極大威脅，加強地質(zhì)災害防范工作十分有必要。而將無人機航拍測量技術(shù)應用到防范地質(zhì)災害領(lǐng)域當中，就可以對地質(zhì)災害區(qū)域?qū)嶋H情況進行全面細致把握，并為地質(zhì)災害排查、監(jiān)控和處理奠定良好基礎(chǔ)，地質(zhì)災害發(fā)生所帶來的不良影響也會降至最低，并助力地質(zhì)災害防范水平進一步提升。實踐中要取得這一理想效果，除了要對無人機航拍測量技術(shù)有一個正確認知以外，還要對具體應用流程和操作要點進行準確把握，只有這樣才能充分發(fā)揮無人機航拍測量技術(shù)優(yōu)勢特點，并促使地質(zhì)災害防范能力提升。