無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

付海軍

【摘 要】在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持下，社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展得到不同程度的提升。近幾年來(lái)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為地理和地質(zhì)的測(cè)繪提供了重要的技術(shù)支撐?；诘刭|(zhì)災(zāi)害對(duì)人們的生活帶來(lái)極大的影響，為了更好地掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的真實(shí)狀況，對(duì)其進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)成為工作的重點(diǎn)。論文從介紹無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)系統(tǒng)組成和特征的角度著手，對(duì)其在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中實(shí)際應(yīng)用予以分析，旨在促進(jìn)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的廣泛應(yīng)用。

【Abstract】With the support of advanced science and technology， the development of various social industries has been improved to varying degrees. In recent years， the research and application of UAV remote sensing technology provides important technical support for the mapping of geography and geology. Based on the great impact that the geological disasters broght to people's lives， in order to master the real situation of the development of geological disasters better，to carry out a full range of monitoringit is the focus of the work. therefore， this paper introduced the composition and characteristics of UAV remote sensing technology system and analyzed its practical application in geological hazard monitoring， which aims to promote the application of remote sensing technology in geological hazard monitoring.

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)；地質(zhì)災(zāi)害；災(zāi)情區(qū)域監(jiān)測(cè)

【Keywords】 UAV remote sensing technology； geological disasters； regional disaster monitoring

【中圖分類號(hào)】P231 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0090-02

1 引言

在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，傳統(tǒng)航拍的方式不僅時(shí)效較低，同時(shí)空間的分辨率相對(duì)較低，從整體的視覺效果方面進(jìn)行觀察得知，其綜合效果較差。隨著科技的進(jìn)步，人工智能化水平加強(qiáng)，無(wú)人機(jī)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用與發(fā)展，從單純的軍事用途逐步應(yīng)用于民用及商用，為人們的生活和工作帶來(lái)了較大的便捷。由于地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們生活產(chǎn)生極大的影響，掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的真實(shí)狀況能在一定程度上降低災(zāi)害的不良影響。因此，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)組成

在無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)當(dāng)中，主要?jiǎng)澐譃槿蟛糠郑?/p>

①地面系統(tǒng)。該系統(tǒng)中主要包含了地面輔助設(shè)備、地面監(jiān)控分系統(tǒng)、起飛著陸系統(tǒng)的地面部分、遙控遙測(cè)系統(tǒng)地面部分以及地面遙感測(cè)站等。

②任務(wù)載荷。該系統(tǒng)中主要包含了火控系統(tǒng)、目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)以及武器外掛系統(tǒng)。而目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)中又分為光電系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)和激光測(cè)距。

③飛機(jī)系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)遙感機(jī)因飛行的靈活性、適于低空飛行作業(yè)和操作便捷等特點(diǎn)，飛行過(guò)程中能獲取高分辨率的成像，在測(cè)繪領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用[1]。

2.2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的特征

通過(guò)上文的簡(jiǎn)介得知，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用能改善傳統(tǒng)航拍的影像效果。在其實(shí)際工作中，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪一般以無(wú)人機(jī)為主要載體，并攜帶相機(jī)和傳感設(shè)備作為輔助，能準(zhǔn)確快速地完成低空小范圍區(qū)域高精度的測(cè)繪作業(yè)，其主要優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用范圍大，投入成本低，這些特點(diǎn)使得其具有的優(yōu)勢(shì)多于有人機(jī)測(cè)繪。

此外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有的另一特征是對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)和信息高效處理的能力，無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的測(cè)繪作業(yè)以遙感數(shù)據(jù)為主，此系統(tǒng)精準(zhǔn)空間分辨率高，時(shí)效性強(qiáng)，測(cè)繪周期短，同時(shí)相對(duì)于測(cè)繪數(shù)據(jù)而言主要是對(duì)影像數(shù)據(jù)的處理研究。依據(jù)一般無(wú)人機(jī)技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)而言，對(duì)影像的處理包括影像匹配、像素處理以及正攝糾正等。對(duì)數(shù)據(jù)和圖像的處理技術(shù)使得到結(jié)果的真實(shí)性較高[2]。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)中的應(yīng)用分析

3.1 快速測(cè)繪

在采用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)時(shí)，由于其和傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比，最大的特征是具有靈活機(jī)動(dòng)的飛行特征，無(wú)人機(jī)的飛行速度較快、重復(fù)周期較短，能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)所要拍攝的圖像，同時(shí)能達(dá)到短周期內(nèi)重復(fù)進(jìn)行拍攝，應(yīng)用這樣的檢測(cè)方式對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生地區(qū)產(chǎn)生的影響相對(duì)較小，能起到對(duì)災(zāi)情動(dòng)態(tài)檢測(cè)的作用。辟如，六旋翼無(wú)人機(jī)在魯?shù)榈貐^(qū)地震中的應(yīng)用，拍攝的速度為72次/s，拍攝的精度高達(dá)40mm。由于無(wú)人機(jī)的可操作性較強(qiáng)，參與操作的人員只需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，便能開展正常的測(cè)繪工作。對(duì)地震災(zāi)區(qū)進(jìn)行無(wú)人機(jī)測(cè)繪的結(jié)果如圖一所示。從測(cè)繪效率的角度得知，在測(cè)繪活動(dòng)開展的第一次飛行的7min內(nèi)，完成測(cè)繪的面積為100000m2；從測(cè)繪精準(zhǔn)度的角度而言，精準(zhǔn)度達(dá)到40mm，通過(guò)對(duì)圖片的觀察能清楚地看到樹木的紋理分布；依據(jù)測(cè)繪可視化的角度，處理并合成的影像數(shù)據(jù)可以從電腦上清楚地看到地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的俯視圖和仰視圖，從不同角度訪問(wèn)全面地了解到災(zāi)區(qū)的真實(shí)狀況，這對(duì)災(zāi)情影響范圍的控制和救援工作的開展提供了切實(shí)可行的參考。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害排查測(cè)評(píng)

通過(guò)采用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，得到了相應(yīng)的影像數(shù)據(jù)，提取災(zāi)區(qū)地質(zhì)狀況的二維和三維的圖像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)區(qū)地質(zhì)地貌的全面展示。在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害程度進(jìn)行測(cè)評(píng)時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)作為數(shù)據(jù)的主要來(lái)源，能夠充分地利用GIS技術(shù)，針對(duì)地質(zhì)災(zāi)區(qū)的內(nèi)地質(zhì)條件、氣候預(yù)測(cè)還有植被破壞的程度等方面的內(nèi)容予以專題圖的繪制，采用GIS對(duì)空間分析的能力，來(lái)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，為地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域?qū)⒁l(fā)生災(zāi)害次生的類型、規(guī)模以及區(qū)域等方面的信息予以全面的標(biāo)識(shí)，這樣等級(jí)評(píng)定，對(duì)后續(xù)救援路線和資源的分配具有重要的作用。

4 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景探究

在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持下，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)得到較好的發(fā)展與應(yīng)用，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中，由于其自身具有靈活和精準(zhǔn)度高的特征，在未來(lái)的發(fā)展中強(qiáng)化軟件性能在很大程度上提升測(cè)繪的技術(shù)。硬件方面，無(wú)人機(jī)自身飛行具有穩(wěn)定性、抗逆性，影像拍攝的頻率得到很大的提升。從而提高影像獲取的硬件支撐能力，尤其是在空間分辨率方面和對(duì)不良天氣的抵抗力方面能得到適當(dāng)?shù)奶嵘?。?duì)無(wú)人機(jī)硬件方面的改良主要是為了獲取高精準(zhǔn)度和低噪點(diǎn)的影像與數(shù)據(jù)，進(jìn)而節(jié)省后續(xù)對(duì)圖像處理的成本和時(shí)間。對(duì)于軟件開發(fā)方面，最主要的發(fā)展方向是研發(fā)抗干擾能力和數(shù)據(jù)加密技術(shù)能力的提升。

5 結(jié)論

通過(guò)本文的論述得知，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有較強(qiáng)的靈活性和較高的精準(zhǔn)度，在對(duì)災(zāi)區(qū)地質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和地貌測(cè)繪方面，與傳統(tǒng)的航拍和有人機(jī)相比，性能較好，生成的三維模型更真實(shí)。在此次的研究中，對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中快速測(cè)繪、三維建模、地質(zhì)災(zāi)害排查測(cè)評(píng)的分析，充分證明了該項(xiàng)技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)。本文最后對(duì)無(wú)人遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展的前景進(jìn)行了分析，望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果為地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用起到參考性的作用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王帥永，唐川，何敬，等.無(wú)人機(jī)在強(qiáng)震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)調(diào)查中的應(yīng)用研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2016，09（04）：713-719.

【2】張啟元.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在青藏高原地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，08（02）：67-72.