陕西省高速公路建设集团公司西延分公司延安管理所 陕西延安 716000
摘要：近年来，无人机因其机动灵活、拍摄周期短、实时性强、风险小、快速获取多角度多层面影像等特点被广泛用于各行各业。地质灾害的发生具有隐蔽性高、突发性强，且发生环境一般较复杂调查难度大，如全部依靠人员进行调查，其工作量巨大、工作时间长而且对调查人员的人身安全造成极大威胁。快速、准确获得地质灾害信息是地质灾害应急抢险的难点。本文通过案例分析无人机在地质灾害应急抢险调查中的应用，阐述其优点，以期为无人机地质灾害调查体系的建立提供更多素材。
关键词：无人机；地质灾害；应急抢险
引言
无人机是无人驾驶飞机的简称，是一种通过无线电遥控设备或者自身程序控制装置进行操作的无人驾驶飞机，能自主飞行或远程引导，通过搭载相机光谱成像仪、激光雷达扫描仪等各种遥感传感器，获取高分辨率光学影像视频激光雷达点云等数据，也被成为“空中机器人”。随着科学技术的发展，无人机已被广泛应用于地质测量、航空拍照、农业调查等各个领域，应用市场前景开阔。近几年通过在无人机上搭载多视角相机，同时从一个垂直、四个倾斜共五个不同的角度采集影像，结合摄影测量的原理和计算机视觉技术新兴起了无人机倾斜摄影测量技术，该技术可对局部重点目标进行高分辨率的航拍和建模，分辨率达2cm，完全满足1：500的测绘精度要求。
1无人机应用于地质灾害应急抢险的优点
采用无人机进行调查具有以下6个优点：①体积小、运输便利，其响应能力机动快速；②搭载高精度数码设备时，可垂直或倾斜成像，获取真彩色数字影像；③可设置路线，多次获取指定区域的影像资料；④采用专业软件对影像资料数据进行处理，处理速度较快；⑤随着科技的进步，无人机智能化程度不断提升，操作逐渐更简便可靠；⑥成本较低[4，5]。地质灾害发生区域通常地质环境较复杂、恶劣，采用无人机作为调查的“先行者”，可快速获取初步资料，避免了人员直接进入滑坡、崩塌等危险区域调查造成危险。其次，地质灾害危险区域，人员和设备难以迅速进场开展调查工作，采用无人机可快速、高效的获取现场情况，完成初步调查和测量，指导抢险人员规划合理有效的抢险救援方案，从而提高救援的效率，减少灾害造成的损失。此外，还可以初步划定受灾区域，提升灾情评估效率。
2基于无人机航拍测绘技术的地质灾害勘查
2.1确定测绘区域和航线
按照目前无人机飞行标准，绝大部分无人机的飞行时间相对来说比较短暂，正常状况下是在30min左右，基于这种情况，就需要有针对性的对航拍区域进行精准划分，从而合理有效的安排测量航线、飞行时间以及飞行次数和架数等，一般在测量区范围比较大的状况下可以分区划段完成测量，最好在规定航行时间段内一次完成航拍任务，如此就能够以此类推在后续安排时间内有目的性的完成航拍工作，此外在开展航拍时尽可能按照实际航拍面积确定飞行路线，以免重复拍摄的发生[1-2]。
2.2布置航拍网点
在航拍作业前需要先行将航拍区域确定，之后根据现实需要对其进行网点布置，如此一来才能够使得拍摄过程更加规范和合理，在设定拍摄网点时必须按照现实的拍摄环境做出具体的调整，从而降低周围环境的不利影响，使信息处理对上传数据可以做到更为精准的分析。
2.3获取实时图像
地质灾害进行时，勘查人员一般是没有办法亲自到达灾害场地附近进行实地调查，这时借助无人机航拍测绘技术，指挥无人机飞入灾害区域将实时图像上传至后方指挥中心，让地灾专家可以利用影像资料实时掌握地质灾害发生区的状况，按照影像分析规划地质灾害防治解决措施[3]。
2.4正射影像
建立三维立体模型预防性地质灾害勘查，通常涉及面积比较广泛，正常的勘查工作费工费力，还容易发生遗漏，影响勘查最终的结论。而正射影像是利用修复处理的具备高精度、几何精度和影像特点的真实具体的覆盖整个地质灾害区域的现场图像，满足了既包含细节又涵盖整体。勘查人员能够利用专业技术软件在正射影像上获得所需数据，再联系实地调研，确保勘查内容综合、客观、真实、具体。相比于正射影像，三维立体模型借助倾斜航拍技术，从垂直、倾斜等不同的角度获取到不同的影像数据，使数据信息更加具体精准，也可以从各个角度更加客观地观察灾害区，放大局部区域情况，具体测绘长度、高度、坡度、范围、坐标等，丰富地质灾害勘查内容，扩大无人机在地质灾害勘查中的使用。另外，利用三维立体模型能够让非专业出身的技术人员或指挥人员更加容易直观地了解地质灾害的实地情况，为其决策规划提供保证[4]。
2.5数据获取
现在使用的无人机航拍遥感主要采取飞行下落后对数据进行二次下载，这种方法没有办法实时满足地质灾害应急救援对时间的紧迫需要，在灾害救援中数据的即时上传和处理成为新型的发展趋势。利用高分辨率遥感数据以及无人机平台其他传感器数据的有效融合与安全下载是确保无人机作业的关键方法。数据及时上传在不同地质条件下可选取卫星上传、视距微波传输以及超视网络数据传输。数据利用编码和压缩的方法将数据上传，可以有效提高数据上传速度，这样可以同步满足数据处理的实时需求，确保可以快速提交勘查成果[5]。
3无人机使用受限条件
据张翊超等人[6]统计分析，无人机在调查使用中受以下四方面限制：①山区地质灾害发生地大部分都远离机场，但进行飞行前应参考当地地图或者遥感图像，确认最近飞机场的距离，保证安全距离；②距离地面120m以下是国内目前通用航空对无人机视距内驾驶公认的安全飞行距离，对地质灾害特征的拍摄大多不需要距地面120m以上的飞行高度，应尽量保持较低飞行；③对发生在峡谷中的地质灾害，或存在对飞行器通信和GPS信号有影响的干扰源的地质灾害地点，应在飞行之前下载卫星影像图，并保证起飞位置的信号强度；④无人机调查结果受植被影响较大，需要结合现场情况对调查结果进行研判。
结束语
无人机摄影测量系统获取的高分辨率的三维产品及三维实景模型，可实现对地质灾害体形态分布特征及所处区域的微地貌特征的精确描述，精确提取地质灾害体的属性信息，不仅降低了调查人员的劳动强度和作业风险，也大大提高了应急调查的工作效率。另外，通过多次连续飞行获得的影像及三维模型，不仅可以对灾害体进行监测，掌握其随时间变化的特征，而且将不同时间序列的DSM/DEM进行差分对比，可精确计算滑坡厚度、体积变化量等一系列成果，能精准地发现斜坡后缘存在的形变区域且能定量表征形变区域的形变量，为专业监测仪器的布设提供靶点，从而为应急抢险工作的顺利实施及分析研判提供重要数据支撑。
参考文献
[1]何敬,唐川,王帅永等.无人机影像在地质灾害调查中的应用[J].测绘工程,2017,26(5)：40-45.
[2]USDepartmentofDefenseDODdictionaryofmilitaryandassociatedterms[J].2017-02.
[3]金伟,葛宏立,杜华强等.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息, 2009,1:88-92.
[5]王晓东.无人机技术在城市地质调查中的应用[J].城市地质,2019,14 (1):103-108.
[6]何志强,程健博.无人机在地质灾害调查中的应用现状探究[J].西部资源,2019,6:150-151.[
[7]张翊超,于淼,韩建超.浅谈无人机在地质灾害应急调查中的应用—以四渡河滑坡、大石地崩塌调查为例[J].城市地质,2019,4(14):96-99.
[8]郭敏.轻小型无人机自高位地质灾害调查中的应用[J].化工设计通讯,2018,44:(5):228-256.