無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

何東升

西安市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站 陜西 西安 710003

1.前言:

無人機遙感技術(shù)作為近些年來新興的一門技術(shù)，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測過程中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，并且以其十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢給這一行業(yè)帶來了顯著的效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，和遙感技術(shù)理論的逐步完善，可以預(yù)見無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方面的應(yīng)用層次將更深，應(yīng)用范圍將更廣，將繼續(xù)對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作起到巨大的推動作用。

2.關(guān)于無人機遙感技術(shù)簡介

2.1 該技術(shù)的主要組成部分。無人機遙感技術(shù)在科技十分發(fā)達的今天，在硬件配置方面和軟件應(yīng)用方面都已經(jīng)相對成熟，其系統(tǒng)主要有以下幾個部分組成。首先是地面系統(tǒng)。地面系統(tǒng)在無人機遙感系統(tǒng)發(fā)揮作用的過程中起到了十分重要的作用，該系統(tǒng)主要包含了地面輔助設(shè)備、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及起飛著陸系統(tǒng)等方面，主要作用是負責(zé)控制無人機的起飛和降落以及各種數(shù)據(jù)的采集過程。其次是無人機遙感的任務(wù)載荷部分。這一部分主要包括感知、采集、存儲相關(guān)遙感數(shù)據(jù)的各類高精度儀器儀表系統(tǒng)，比如雷達系統(tǒng)以及激光測距系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)等等，其主要作用是更具任務(wù)規(guī)劃目標進行數(shù)據(jù)采集并存儲，以供進一步分析研究，這部分系統(tǒng)的性能直接決定了所采集到的數(shù)據(jù)的分別率高低以及數(shù)據(jù)質(zhì)量，是無人機遙感系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)。最后是無人機設(shè)備的的飛行控制系統(tǒng)，包括能夠很好保護無人機安全飛行的相關(guān)系統(tǒng)，如空中的限高和避障等防護系統(tǒng)。這一部分的主要作用是保障飛行作業(yè)的人員安全和設(shè)備系統(tǒng)安全。

2.2 無人機遙感技術(shù)的技術(shù)特征。較于傳統(tǒng)航拍技術(shù)，無人機遙感拍攝的照片能夠更加的清晰，便于通過分析得到更多信息。其對于數(shù)據(jù)的分析能力更為出色，在實際工作過程中，無人機作為主要載體，無人機系統(tǒng)以其獨特的空間優(yōu)勢加之遙感傳感設(shè)備，攜帶相機和傳感設(shè)備作為輔助，準確快速的完成低空小范圍高精度的測繪作業(yè)，能夠準確的把目標區(qū)的地質(zhì)狀況進行拍攝。無人機遙感技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于當前的地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作中，一個重要原因在于無人機遙感系統(tǒng)在空間上能夠解決地面監(jiān)測系統(tǒng)難以探測到的某些空間位置，而衛(wèi)星遙感系統(tǒng)對該位置的觀測數(shù)據(jù)精度又相對較低這個問題，并且能夠在自然災(zāi)害發(fā)生的各個階段，能夠以固定時間頻率探測獲得災(zāi)害隱患區(qū)（災(zāi)區(qū)）的第一手資料。

3.無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測過程中的應(yīng)用

3.1 無人機遙感技術(shù)的工作流程。無人機遙感技術(shù)應(yīng)用的主要工作流程可分為如下幾個部分。

第一步，飛行條件分析。在進行技術(shù)運用前，必須對于無人機的飛行條件進行分析，分析內(nèi)容主要包括當前天氣狀況等等，對無人機飛行安全要有足夠保障，一旦出現(xiàn)惡劣天氣，就不能進行飛行。

第二步，作業(yè)任務(wù)規(guī)劃。對于任務(wù)進行總體規(guī)劃，包括對無人機的航線進行規(guī)劃，對于其飛行高度，航線軌跡等進行規(guī)劃。

第三步，建立地面控制系統(tǒng)。地面控制系統(tǒng)主要完成信號的接收和發(fā)送，保證在進行具體飛行的過程中，無人機系統(tǒng)保持適中高度、速度，續(xù)航能力也必須達到標準。

第四步，自動化作業(yè)，完成數(shù)據(jù)采集。把相關(guān)的工作流程及工作程序輸入地面控制系統(tǒng)，對無人機發(fā)出飛行指令，無人機系統(tǒng)自動工作，按照預(yù)定的航線進行飛行。在拍攝過程中保障飛行距離及飛行時間。在執(zhí)行完拍攝任務(wù)后，無人機可以按照既定的程序返航。在這一過程中，地面的控制人員可以進行指令控制，也可自行降落。

第五步，數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。最后地面的工作人員需要把無人機的航拍的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的附件進行了具體的分析，以便下一步更好的工作。

3.2 無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的過程中的應(yīng)用特性。一方面是空間便捷性和時效便捷性。地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生，救援人員一般很難直接到達災(zāi)害體附近進行觀測，因此在空間上、在時效上，無人機能夠很好的代替人力，在第一時間進入災(zāi)區(qū)，并且獲得第一手資料，能夠為救災(zāi)和災(zāi)后處理奠定很好的基礎(chǔ)。另一方面是獲取信息的全面性和準確性。在最近幾年我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一些典型案例中，無人機遙感技術(shù)的運用體現(xiàn)出了其獲取信息的全面性和準確性，例如2017年8月8日21時19分46秒九寨溝發(fā)生地震之后很多震裂山體高差達到上千米。在該案例中，無人機遙感技術(shù)充分發(fā)揮了其空間數(shù)據(jù)獲取能力，獲取一定范圍內(nèi)災(zāi)害現(xiàn)狀遙感影像，使得不良地質(zhì)條件的范圍能夠很快被圈定，而且避免了人工調(diào)查的主觀誤差。信息全面、準確的遙感影像有助于工作人員及時加強防范，有效避免人員傷亡。三是該技術(shù)應(yīng)用效果在一定程度上依賴于操作人員的專業(yè)素質(zhì)。無人機遙感系統(tǒng)屬于高度集成的技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，其應(yīng)用過程中，操作人員的專業(yè)素質(zhì)高低，在一定程度上影響著獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量和后續(xù)數(shù)據(jù)分析的精確度。

結(jié)束語：當前無人機遙感技術(shù)已經(jīng)取得了很大突破，并且隨著科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，這種技術(shù)在未來的運用將會更加的廣泛，尤其是在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的過程中，無人機遙感技術(shù)憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)勢特征，能夠得到廣泛應(yīng)用。在未來的應(yīng)用過程中，還需要針對該技術(shù)應(yīng)用中存在的各種問題，及時進行改進，并針對使用該技術(shù)的專業(yè)人員進行針對性的培訓(xùn)，才能使這項技術(shù)在應(yīng)用范圍和深度上越來越完善，所采集到的數(shù)據(jù)質(zhì)量更高，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作中的應(yīng)用價值更高。