（四川省冶勘設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，四川成都 610051）

四川省內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、地理環(huán)境復(fù)雜、人類工程活動(dòng)較多，使之成為地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)。在“5.12”汶川大地震、“4.20”蘆山地震、“8.8”九寨溝地震等較大地震發(fā)生后，地面影像數(shù)據(jù)獲取速度、數(shù)據(jù)處理速度逐漸提升，成果精度及市場普及率大幅度提高。無人機(jī)航攝技術(shù)已經(jīng)慢慢發(fā)展成為地災(zāi)應(yīng)急的重要技術(shù)之一，較傳統(tǒng)測繪而言，具有高效、現(xiàn)勢性強(qiáng)、成果直觀、人力成本低等優(yōu)勢；較傳統(tǒng)攝影測量方式而言，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)分辨率較高、成本較低等特點(diǎn)，能夠滿足地災(zāi)應(yīng)急的時(shí)效性和精度要求[1]。通過多時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的分析比對及對影像的判讀、量測和分析，可以清晰識(shí)別受災(zāi)區(qū)域、判斷受災(zāi)程度，為地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急救援與搶險(xiǎn)救災(zāi)提供決策支持[2-3]。

1 研究區(qū)概況

受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，2020年6月17日凌晨3時(shí)20分，四川省甘孜州丹巴縣半扇門鄉(xiāng)梅龍溝爆發(fā)大規(guī)模山洪泥石流災(zāi)害，泥石流及洪水沖刷掏蝕對岸的阿娘寨古滑坡坡腳，造成坡腳大面積滑坡，上部古滑坡體發(fā)生大范圍變形。由于該滑坡下滑的風(fēng)險(xiǎn)較大，為降低測量人員風(fēng)險(xiǎn)，采用無人機(jī)航攝的方式，快速獲取滑坡體區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，在三維模型成果上對變形量進(jìn)行測量，通過對影像數(shù)據(jù)成果進(jìn)行比對，分析地災(zāi)體的變化趨勢，為防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)獲取

本項(xiàng)目數(shù)據(jù)獲取設(shè)備為大疆無人機(jī)（Phantom4 RTK），是一款小型多旋翼高精度航測無人機(jī)，內(nèi)置厘米級導(dǎo)航定位系統(tǒng)和高性能成像系統(tǒng)，便攜易用。

無人機(jī)主要參數(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 無人機(jī)主要參數(shù)指標(biāo)

（1）航攝平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)：采用2000國家大地坐標(biāo)系和1985國家高程基準(zhǔn)。

（2）航攝分區(qū)和參數(shù)設(shè)計(jì)：根據(jù)滑坡體的地形情況，由于滑坡前緣和后緣高差大于500 m（2 000～2 580 m），本區(qū)域分為兩個(gè)航攝區(qū)（前緣區(qū)和后緣區(qū)）。飛行參數(shù)設(shè)計(jì)值如表2所示，分區(qū)圖如圖1所示。

表2 航攝參數(shù)設(shè)計(jì)

圖1 航攝分區(qū)示意圖

（3）像控點(diǎn)：根據(jù)資料收集及現(xiàn)場踏勘，該滑坡變形強(qiáng)烈，坡面路面變形嚴(yán)重，常伴有落石危險(xiǎn)，本次使用的大疆精靈Phantom 4 RTK內(nèi)置導(dǎo)航定位模塊，能滿足本項(xiàng)目對精度的需求，為保證數(shù)據(jù)獲取時(shí)效及搶險(xiǎn)救災(zāi)工作安全，不另外布設(shè)像控點(diǎn)[4-6]。

3 數(shù)據(jù)處理

對獲取的無人機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，獲取三維實(shí)景模型、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字地表模型（DSM）成果。

數(shù)據(jù)處理技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)路線

4 數(shù)據(jù)成果

通過對多次連續(xù)飛行獲得的DOM和三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行量測、比較、分析，監(jiān)測此滑坡體的變形情況，掌握其隨時(shí)間變化的規(guī)律[7-8]。

將不同時(shí)間序列的模型、DOM、DSM進(jìn)行目視比較和差分分析，比較內(nèi)容包括裂縫的長度、寬度，垮塌區(qū)域的形狀、色彩、相對高差、地表巖石的位置和狀態(tài)情況。航攝數(shù)據(jù)DOM成果如圖3所示。

圖3 航攝數(shù)據(jù)DOM成果

范圍線為6月23日獲取的DOM中滑坡體已下滑區(qū)域的大致邊界線，滑坡體整體處于不斷的下滑狀態(tài)，裸露地表范圍不斷增大，且處于持續(xù)變化階段，需要持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測。

5 結(jié)語

在本項(xiàng)目的地表變形監(jiān)測中，無人機(jī)憑借其靈活性和非接觸特性，能夠深入受災(zāi)區(qū)域，提供快速、可靠、直觀的三維實(shí)景模型數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急管理、災(zāi)情評估等任務(wù)，為災(zāi)后重建提供地理信息依據(jù)。利用無人機(jī)對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，有效利用無人機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了應(yīng)急工作的效率。通過軟件對地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行無人機(jī)低空航拍與快速建模，對滑坡體進(jìn)行多時(shí)態(tài)分析，得到重點(diǎn)區(qū)域變化規(guī)律，獲取地質(zhì)災(zāi)害體的變形信息，實(shí)現(xiàn)對滑坡體的形態(tài)分布特征的精確描述，為專業(yè)監(jiān)測與應(yīng)急決策的順利實(shí)施及分析研判提供了重要數(shù)據(jù)支撐，科學(xué)有效地保證了現(xiàn)場施工救援人員的安全。

由于無人機(jī)機(jī)身較為輕巧，在一定程度上對復(fù)雜氣候條件的抵抗力不足，在高差較大或其他復(fù)雜地理?xiàng)l件下，無法進(jìn)行作業(yè)。無人機(jī)雖能自動(dòng)規(guī)劃飛行路線，但在重點(diǎn)區(qū)域的飛行需要人為干預(yù)，在地質(zhì)災(zāi)害中不能實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害信息的自動(dòng)提取等。對于無人機(jī)航攝技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方面的應(yīng)用研究，應(yīng)以無人機(jī)快速建模后的災(zāi)情快速解譯與快速空間分析為主，提高對數(shù)據(jù)量較大的無人機(jī)影像的處理速度，進(jìn)一步提高成果數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和高效性。