無人機航測在地質(zhì)災害調(diào)查中的應用研究

任啟兵

四川省地礦局九一五水文隊 四川 眉山 620020

引言

在以往地質(zhì)災害檢測期間，主要是以傳統(tǒng)航拍方式為主，然而，該種類型的檢測方式除了效率低下之外，整體視覺效果也不高，無法有效檢測地質(zhì)災害情況?；诳茖W技術全面發(fā)展的現(xiàn)狀下，人工智能水平有了一定程度的提高，無人機技術被廣泛應用到了地質(zhì)災害調(diào)查方面，為人們生活帶來了諸多方便，有利于更好地掌握地質(zhì)災害現(xiàn)象，避免不良影響的出現(xiàn)。從中看出，在地質(zhì)災害調(diào)查期間應用無人機航測極為重要。

1 對于無人機航測技術的論述

1.1 組成系統(tǒng)

一般情況下，無人機航測技術是由三種類型的系統(tǒng)組合形成的。首先，地面系統(tǒng)。該項系統(tǒng)表現(xiàn)為地面輔助類型的設備，涉及地面監(jiān)測工具和輔助分析系統(tǒng)等。其次，飛行系統(tǒng)。該項系統(tǒng)的作用是對無人機航向進行分析，其有著較強的優(yōu)勢，比如作業(yè)準確性良好以及操作方便等，飛行期間根據(jù)航測模塊能夠獲取高清晰度的成像，進而促使測繪工作穩(wěn)定開展。最后，任務模塊。此種模塊包含了檢測系統(tǒng)。

1.2 無人機航測技術具備的相關特征

自從引進了無人機航測技術以后，以往航測影像效果發(fā)生了一系列改變，在具體應用期間，無人機是航測的一項基本載體，能夠結(jié)合距離感應裝置設備處于低空領域內(nèi)飛行，具備應用范圍廣、無人機投入程度小的特征，因此各項領域?qū)ζ涞闹匾暢潭葮O高。并且能夠隨時處理測繪數(shù)據(jù)，借助規(guī)范性的空間分析流程獲取精準數(shù)據(jù)。通過比較無人機和其他傳統(tǒng)類型的航測裝置可以看出，其所具備的優(yōu)勢是傳統(tǒng)航測裝置不可比擬的，利用像素處理軟件加工和整合數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完善性以及準確性。

1.3 無人機航測技術優(yōu)勢所在

在實施無人機航測工作期間，主要是以無人機遙感技術和衛(wèi)星導航定位技術為主，把無人機當成規(guī)范性的飛行平臺，借助新型軟件和全自動化工作站實施處理工作，此種類型的技術在應用階段中產(chǎn)生的作用極高。首先，便于起降操作。無人機航測技術可以根據(jù)滑降、彈射等方式運行，不需要機場起降以及機場協(xié)調(diào)工作，沒有對起降場地提出太高的要求，無論是處于凈空條件良好的平淡草地還是公路中都可以完成的起降操作。其次，獲取的影像準確性和分辨率較高。當前階段，既可以在低空作業(yè)中應用無人機航測，還可以處于云下進行拍攝，獲取的影像分辨率是非常高的，能夠獲取精準數(shù)據(jù)。在操作無人機航測期間，不管是在何種地形內(nèi)都不會對攝影產(chǎn)生不良影響，能夠處于各種各樣的復雜條件下加以拍攝，比如林地、水域以及高原等，數(shù)據(jù)精準，拍攝時間也不會被限制，可以依照拍攝實際情況確定相關時間，確保拍攝工作在規(guī)定時間段內(nèi)高效率完成。第三，動態(tài)性進行監(jiān)測。無人機航測也能達到可視化動態(tài)性監(jiān)測的目的。在執(zhí)行工作的前期階段中，無人機航空攝影按照測繪需求落實飛行方案，制定相應的飛行線路，拍攝相關的地點。在使用航拍期間，當出現(xiàn)了拍攝影像不符合標準要求的話，可以再次重拍，回放飛行軌道，便于發(fā)現(xiàn)漏拍現(xiàn)象。最后，無人機航測具備便于運輸?shù)膬?yōu)勢，成本合理，集成化作用極為明顯，能夠放置于常規(guī)類型的運輸車內(nèi)，在鐵路和空路運輸期間也不會受到干擾，可以促使地域檢測工作高效率實施。后期維修和維護成本較低，和以往傳統(tǒng)的測繪方式相比較看出，前者的效果和優(yōu)勢更加明顯[1]。

2 在地質(zhì)災害調(diào)查中對無人機航測技術的實際應用

所謂地質(zhì)災害，其實是一項不良地質(zhì)情況，不管是滑坡和泥石流災害現(xiàn)象的發(fā)生，還是由其共同組合到一起形成的災害體，遙感圖像體現(xiàn)出來的色調(diào)以及形態(tài)和周圍背景相比較來看都有著明顯的差別存在。在開展測量作業(yè)的過程中，如果僅僅是采取以往單一地面測量和GPS測量以及人工野外調(diào)查等傳統(tǒng)監(jiān)測方式的話，僅僅可以獲取較少的要素，而且傳統(tǒng)監(jiān)測方式有著較大的弊端，比如效率不高，數(shù)據(jù)準確性低以及工作量大等，無法將地質(zhì)災害實際情況清楚地體現(xiàn)出來。而應用無人機航空航測技術對地質(zhì)災害加以調(diào)查可以獲取分辨率清晰的圖像，結(jié)合數(shù)據(jù)分析地質(zhì)災害實際情況，從中獲取信息，為后期地質(zhì)災害治理提供良好的依據(jù)。為了將地質(zhì)災害產(chǎn)生的影響性徹底消除，就應當借助無人機航測技術全面了解到地質(zhì)災害區(qū)域地質(zhì)情況，從而減少地質(zhì)災害產(chǎn)生的危害性。

2.1 在地質(zhì)勘察階段的應用

結(jié)合地形、地貌以及工程開展現(xiàn)狀，可以借助無人機航測技術的優(yōu)勢對地形圖進行測繪，有效實施地質(zhì)勘察測量作業(yè)，在明確拍攝領域范圍和分辨率以及基準面高程的基礎上合理規(guī)劃相關航線，采取軟件把拍攝的圖像形成影像圖，然后當成工作底圖，依照地形圖要求對像控點加以選取。在實施圖像與處理工作期間，結(jié)合低空航測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件改正影像存在的問題，在掌握圖像影像大小和結(jié)構(gòu)以及形狀等，分析影像特征，得到準確地地質(zhì)和空間分布信息數(shù)據(jù)。和以往常規(guī)類型的地形測量比較得出，無人機航測技術使野外作業(yè)工作量以及工作強度逐漸降低，從一定程度上推動了地質(zhì)災害勘察工作的良好開展[2]。

2.2 在地質(zhì)災害方面的應用

伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境呈現(xiàn)出了惡化狀態(tài)，地質(zhì)災害和地質(zhì)環(huán)境問題越來越嚴峻，各項領域出現(xiàn)地質(zhì)災害的概率也隨之提升。當出現(xiàn)了地質(zhì)災害現(xiàn)象以后，為了快速制定出相關解決方案，降低災害造成的不良損失，就需要全面探究地質(zhì)災害實際情況，掌握災害資料。基于此，可以采取無人機航測技術拍攝災區(qū)狀態(tài)，獲取準確的數(shù)據(jù)，這些信息在后期決策、搶險救災等方面中產(chǎn)生的優(yōu)勢極高。無人機航測技術經(jīng)過良好發(fā)展已經(jīng)較為成熟和完善，既可以在災害發(fā)生以后應用該項技術，而且在地質(zhì)災害前期預防中也可以產(chǎn)生良好效果。比如應用無人機航測技術獲取光譜數(shù)據(jù)，合理校正以及改進后成為數(shù)字高程模型，將模型落實于地質(zhì)災害調(diào)查中，全面檢驗災害隱患點的滑坡體和裂縫數(shù)據(jù)，相互對比這些數(shù)據(jù)以后可以確定地質(zhì)災害隱患現(xiàn)象。從中看出，靈活性操作無人機在地質(zhì)災害監(jiān)測方面產(chǎn)生的效果非常高。另外，根據(jù)無人機拍攝出來的地質(zhì)災害畫面獲得災害數(shù)據(jù)，實施三維成像二次處理工作，得到地質(zhì)災害具體情況，在測評地質(zhì)災害期間，利用無人機獲得的數(shù)據(jù)是評估地質(zhì)災害的一項關鍵所在，在合理應用相關技術的基礎上掌握氣候條件和地質(zhì)變化現(xiàn)象，明確空間位置信息，綜合性評估地質(zhì)災害，徹底排查地質(zhì)災害的產(chǎn)生類型，清楚的標識出來。在后期地質(zhì)災害評價期間，也可以在后期救援方案制定和資源分配等方面中產(chǎn)生良好效果。

2.3 地質(zhì)災害的遙感解譯

遙感解譯其實是指結(jié)合獲取的遙感影像以及地形資料和地質(zhì)數(shù)據(jù)等解譯地質(zhì)災害工作實際開展情況。在該項解譯環(huán)節(jié)中，借助無人機航測技術獲取正射影像圖，采取室內(nèi)人機互交式解譯以及野外驗證的方式解釋研究區(qū)域內(nèi)的在地質(zhì)災害現(xiàn)象。

根據(jù)獲取的遙感影像可以看出， 隨著不同的地物獲取了不同特點的影響，該項影響特征是識別判斷各地物的基本依據(jù)。當創(chuàng)建遙感解譯標志期間，可以從等待解譯物的顏色、陰影以及形狀和紋理走向等多方面入手，實施解譯工作期間從多方面因素加以探究，以此確保解譯工作良好開展，以免產(chǎn)生漏判情況。因此，對解譯標志確定期間，必須結(jié)合影像特征獲得代表性的解譯標志。測量作業(yè)開展過程中，遙感影像圖中體現(xiàn)出了地質(zhì)災害形狀，從實際情況來看，和周圍環(huán)境遙感影像特征有著一定的區(qū)別，可以根據(jù)地質(zhì)災害個體基于遙感影像圖中體現(xiàn)出實際差別，解譯研究區(qū)的情況，檢驗災害點，采取外業(yè)復核方式對各項災害點進行解譯。

2.4 無人機航測技術未來發(fā)展形勢

在科學技術全面發(fā)展的背景下，無人機航測技術朝著良好趨勢發(fā)展，因為無人機航測技術有著精度高以及靈活性的特點，因此，在處理航測數(shù)據(jù)的過程中也可以提高圖像精度，無人機的飛行穩(wěn)定性也將隨之增強，適應性高。并且在改良無人機硬件設備時，也可以通過較少的成本獲取良好的航測效果，強化數(shù)據(jù)處理抗干擾性能[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過與傳統(tǒng)航空攝影以及衛(wèi)星遙感和常規(guī)測量方式相比較來看，無人機航測具備的優(yōu)勢是不可比擬的，該項技術分辨率良好以及成本低等。因此，在地質(zhì)災害方面可以有效應用該項技術，利用航測創(chuàng)建三維模型，分析地質(zhì)災害情況，將成本和效率的優(yōu)勢全面體現(xiàn)出來。