簡析無人機(jī)低空航測在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的部分工作

周敏杰

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)取得了日新月異的進(jìn)步，無人機(jī)航測技術(shù)作為目前較為先進(jìn)的測量技術(shù)，不但可以提高測量效率，降低實(shí)際測量工作中人工的強(qiáng)度和難度。還可以通過地形測量、三維建模、多光譜遙感、航磁測量等航測手段與傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查工作方法相互結(jié)合，解決地質(zhì)調(diào)查實(shí)際工作中的諸多科研難題，并形成一系列調(diào)查成果。目前我國對無人機(jī)低空航測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。其中，無人機(jī)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作中應(yīng)用有一些特色與優(yōu)勢，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)地災(zāi)調(diào)查的不足，使調(diào)查精度和速度都有了質(zhì)的提升。本文將對無人機(jī)低空航測技術(shù)的原理和優(yōu)質(zhì)展開分析，簡要對部分工作內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);低空航測;地災(zāi)調(diào)查;應(yīng)用分析

無人機(jī)低空航測系統(tǒng)能夠良好的解決這一問題，該技術(shù)將無人機(jī)作為飛行平臺，搭載多類型信息傳感器設(shè)備獲取飛行區(qū)域的遙感信息，獲取測量數(shù)據(jù)。無人機(jī)低空航測相比于使用衛(wèi)星航測以及飛機(jī)航測來說，操作更加便捷，成本也更低，作業(yè)時(shí)間短，成像能力強(qiáng)，在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行地災(zāi)調(diào)查有著突出的優(yōu)勢。

一、無人機(jī)低空航測技術(shù)原理

目前的無人機(jī)低空航測技術(shù)基本都是將無人機(jī)作為飛行載體，搭載具有導(dǎo)航技術(shù)的CNSS與IMU定姿模塊，同時(shí)配合了性能較高的數(shù)字相機(jī)裝置，讓空中測量得以實(shí)現(xiàn)，從無人機(jī)的視角將地面的情況進(jìn)行錄入。通過使用計(jì)算機(jī)軟件可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，轉(zhuǎn)化為測量數(shù)據(jù)，無人機(jī)在開展地質(zhì)調(diào)查過程中效率更高，成本更低。其技術(shù)優(yōu)勢如下：

（1）對地理信息的數(shù)據(jù)更新速度非?？?，相比傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)，無人機(jī)技術(shù)對地形、天氣環(huán)境的要求較低，因此采集更高效;（2）無人機(jī)技術(shù)獲得的結(jié)果的分辨率非常高，其原因是使用了較為先進(jìn)的多光譜傳感器和數(shù)碼相機(jī);（3）無人機(jī)操作簡單、價(jià)格相對低廉，并且應(yīng)用專業(yè)軟件之后可以直接對獲得的影像進(jìn)行圖像分析處理，降低了后期的成本，使得測量效率得以提升[1]。

二、無人機(jī)低空航測相關(guān)工作方式

（一）控制測量

在使用無人機(jī)低空航測之前，應(yīng)該先對測區(qū)進(jìn)行GNSS控制測量。首先應(yīng)該確定測量平面，我國測量通常使用1980西安坐標(biāo)系，而高程選擇1985國家高程基準(zhǔn)。隨后應(yīng)該對像控點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，像控點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在無人機(jī)飛行區(qū)域的四個(gè)角的位置以及中心位置。像控點(diǎn)設(shè)置的標(biāo)志為兩個(gè)邊長超過一米的對頂點(diǎn)三角形，這能夠讓航拍影像資料進(jìn)行清晰判讀，像控點(diǎn)應(yīng)該在堅(jiān)硬的路面上時(shí)，對其使用噴漆標(biāo)記，土質(zhì)地面則用白灰。像控點(diǎn)的測量選用RTK的測量方式，每個(gè)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行兩次測量，選取平均值作為測量結(jié)果。除此之外還應(yīng)該選擇代表性的地標(biāo)，以便開展測量作業(yè)。測量數(shù)據(jù)設(shè)置是無人機(jī)在地災(zāi)調(diào)查中的必要環(huán)節(jié)。

（二）飛行方案

首先應(yīng)該對航拍的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，通常低空測量的比例尺設(shè)定都為1：2000，飛行高度相對設(shè)定為據(jù)地半米，將地面的分辨率設(shè)置為20cm;其次應(yīng)該選擇合適的航拍時(shí)間，通常上午九點(diǎn)到下午三點(diǎn)之內(nèi)測量的效果更加準(zhǔn)確，無人機(jī)飛行前應(yīng)該對無人機(jī)上搭載的設(shè)備進(jìn)行檢查，確保電量充足可以正常工作，無人機(jī)起飛使用彈射架，逆風(fēng)起飛;在進(jìn)行低空航測的時(shí)候，航線的方向應(yīng)該和風(fēng)向保持垂直關(guān)系，控制飛行速度在80km/h，同時(shí)保證地面操作站和無人機(jī)之間的距離不應(yīng)大于4km，這樣能夠保證信息傳輸順暢;最后，無人機(jī)著陸應(yīng)該選擇機(jī)腹著陸的方式，這種降落方式對降落場地有著一定的要求，應(yīng)該選擇一塊足夠降落的平整軟質(zhì)地面供無人機(jī)降落。降落之后應(yīng)該檢查無人機(jī)的狀況，無誤之后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 [2]。飛行拍攝是無人機(jī)在地災(zāi)調(diào)查過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（三）數(shù)據(jù)處理

無人機(jī)數(shù)據(jù)處理是正射影像制作最為關(guān)鍵的部分。首先用讀卡器把無人機(jī)中的照片導(dǎo)入到電腦中，如果發(fā)現(xiàn)無人機(jī)曝光程度及色彩有較為明顯的不一致，應(yīng)刪除明顯曝光錯(cuò)誤或者有問題的照片?？梢詣h除一些質(zhì)量有問題的照片（前提是拍攝的照片重疊度足夠），但是一定不能使用第三方軟件預(yù)處理照片，預(yù)處理后會使得照片損失原有的信息，例如GPS信息。無人機(jī)采集的影像處理可以使用pix4d軟件進(jìn)行。首先應(yīng)該對數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)備，在軟件上建立有關(guān)工程，將無人機(jī)飛行路線以及控制點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)以及坐標(biāo)進(jìn)行輸入;其次要進(jìn)行過程參數(shù)解密，如果是有控制點(diǎn)則選擇以控制點(diǎn)進(jìn)行平差，若沒有控制點(diǎn)則以影像中的地理位置配準(zhǔn)，根據(jù)定義將參數(shù)進(jìn)行輸入，三角測量計(jì)算完畢后，選擇自己想要的坐標(biāo)系（比如WGS-84），再提交三維重建項(xiàng)目，開始三維建模過程，這個(gè)過程時(shí)間較為漫長。之后就是正射影像生成，在CC中繼續(xù)提交重建項(xiàng)目，此時(shí)目的選擇正射影像/dsm即可。數(shù)據(jù)處理是無人機(jī)在地災(zāi)調(diào)查過程中的核心環(huán)節(jié)。

三、無人機(jī)航測在地災(zāi)調(diào)查中的優(yōu)勢

應(yīng)用無人機(jī)低空航測技術(shù)具有非常多的優(yōu)勢，具體可以取得以下成果：其一，通過無人機(jī)進(jìn)行航測作業(yè)，可以收集到豐富的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料，這其中包含了非常多的信息，能夠完成對基礎(chǔ)地質(zhì)信息或者災(zāi)前、災(zāi)后地質(zhì)環(huán)境信息的全面覆蓋，通過影像處理，能夠?qū)κ転?zāi)地區(qū)進(jìn)行全面的觀測，利用信息指導(dǎo)災(zāi)后治理以及群眾疏散，具有非常強(qiáng)的參考意義;其二，無人機(jī)低空航測獲得的結(jié)果分辨率非常高，可以對水文、巖土情況以及工程設(shè)施建設(shè)的高效性進(jìn)行分辨，再將災(zāi)后環(huán)境進(jìn)行綜合評判，既可以確定建設(shè)是否可行合理，通過對易發(fā)災(zāi)難地區(qū)進(jìn)行提前調(diào)研，可以及時(shí)采取糾偏措施;其三，無人機(jī)低空航測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對緩動(dòng)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)測量，再結(jié)合一些傳統(tǒng)的測量方式，就可以完成對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的整體立體觀測。

結(jié)束語：

無人機(jī)低空航測技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中起到了關(guān)鍵的作用。我們在地災(zāi)調(diào)查、地災(zāi)治理過程中應(yīng)重視并充分發(fā)掘出無人機(jī)在該技術(shù)中的積極作用，做好對調(diào)查全過程的控制工作。在具體的實(shí)踐之中，應(yīng)該確保先制定出可執(zhí)行的技術(shù)方案，在使用無人機(jī)進(jìn)行低空航測時(shí)把控好操作細(xì)節(jié)，處理數(shù)據(jù)的時(shí)候把控好數(shù)據(jù)分析質(zhì)量，只有這樣才能最大化無人機(jī)在地災(zāi)調(diào)查中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃勤，周鵬，張嘯翼.無人機(jī)低空航測在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（08）：101-102.

[2]王玉龍，王建忠，李錦.無人機(jī)低空航測在地災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用[J].礦山測量，2017，45（05）：39-42.