無人機在地質災害中的應用現狀

王佳寶

【摘 要】伴隨著科學技術的快速發展，我國無人機遙感技術正在慢慢進入各行各業，發揮了巨大的經濟效益。除此之外，無人機的安全可靠和靈活機動等特點也使得它們在地質災害中起到了非常大的作用。四川雅安地震、天津濱海新區倉庫爆炸案等等，無人機遙感技術正受到越來越多人的關注和應用。本文從四個方面對論題進行研究，分別是無人及現狀、無人機在地質災害中的實施方法、無人機在地質災害中的優缺點和無人機當前應用實例。

【關鍵詞】無人機；地質災害；監測；測繪

1 無人機現狀

無人機，全稱為無人駕駛飛機，種類繁多，包括固定翼機、無人飛艇機等等，無人機最主要的特點便是不需要人為駕駛便可以在復雜的空間環境中完成飛行任務，從某種角度而言，無人機又可以被稱之為“空中機器人”。我國無人機發展的熱潮時期為2006年至2010年這四年間，在這四年間，我國國內出現了大量的民用小型無人機公司，無人機產業已經踏上了快速發展軌道。當前，我國出名的無人機公司有大疆創新企業，國外著名的企業有Parrot和3DRobotics，三家企業中，大疆創新企業或許在國內沒有多少人知道，但是在美國硅谷，大疆創新企業卻是能夠和蘋果公司相提媲美的知名企業，由此可見，我國無人機產業在世界舞臺上也是能夠起到龍頭作用的。步入2015年以來，我國無人機產業便快速延伸至各行各業，互聯網、農業、重工業、鋼鐵、環保等等，而本文討論的則是無人機在地質災害中的應用。

2 無人機在地災中的實施方法

當前，無人機在地質災害中的實施方法主要分為以下幾點：

首先，航拍影像。

2015年8月12日，天津濱海新區一集裝箱碼頭發生了劇烈爆炸，爆炸事故最后造成了165人死亡，失蹤8人，圖1是一副新華社新聞無人機隊在天津爆炸后用無人機在爆炸現場拍攝的一組照片之一。因為爆炸現場當時存放了數量龐大的危險化學品，經過爆炸，現場空氣內彌漫著大量的有毒氣體，所以救援機構并沒有采用傳統的人工采集圖像手段，最后，山東總隊8架消防無人機對爆炸現場進行了第一次地拍攝，獲得了寶貴的高空、高清災害現場圖像，為后續救援力量提供了救援數據。無人機航拍主要是通過快眼系統，采取高分辨相機，對地質災害發生或者預測發生的地區進行遙感影像拍攝。在飛行的途中，通過數據傳輸的方式，讓后方機構能夠快速獲取災害現場第一手資料，保障了災害的救援力度能夠快速有效地展開。

其次，航空影像處理。在無人機對災害現場進行拍攝之后，后方數據處理人員還需要對傳回來的航空影像進行進一步的處理，目前國內應用較為廣泛的是DPGrid航測處理軟件。處理過程為：第一，用專業圖像調整軟件將傳輸回來的航空影像資料進行重新搭配；第二，使用ArcGIS軟件對搭配好的影像資料進行進一步的加工，進而輸出到平臺上。

最后，遙感解釋。在處理好航空影像之后，還需要將這些影像資料和地質災害發生的區域實際情況進行對比比較，按照實際要求，對該地區發生的地質災害進行詳細的評價。其流程是航片預處理、分析資料、人機交互結合進行遙感圖像初步解釋、外業復核、詳細解釋修正初步解釋成果和綜合分析解釋成果進而輸出。

3 無人機在地災中的優缺點

無人機在地質災害中應用的優缺點主要從以下幾方面分析：

第一，優點。無人機在地質災害中的優點有幾點：首先，無須駕駛員，機體小型化，飛機重量小，基本成本低；其次，全天候、全時段操作作業，適合危險作業，能夠減小人員傷亡；然后，能夠適應一些惡劣的飛行環境，只要遙控人員穩定，那么無人機的留空時間將不會受到多大的影響；最后，在維護方面，無人機的維護因為無人機的構造比較簡單，所以維護成本低，訓練成本也相對較低，操控員只需要學習相關的理論知識和應用知識便能順利操控無人機。

第二，缺點。無人機在地質災害中的缺點有幾點：首先，無人機在飛行途中容易受到無線電和其他人員因素的干擾，一旦產生強烈的電磁干擾，那么無人機的飛行就會發生重大事故；其次，一旦需要測量數據較大或者傳輸數據受到干擾的時候，無人機的系統便會產生一定的延遲性，這將會拖延救援黃金時間。

4 目前應用實例

2015年5月，位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州的公格爾九別峰北峰冰川發生了冰川滑坡地質災害。對此，在得到相關方面方面的申報后，中國新疆生態研究所立即開展地質災害調查工作，其中最主要的工作便是派遣無人機調查小組進駐冰山滑坡發生地點，東側山谷進行航拍。此次航拍高度為3400米-7000米，航拍機型為國內較為常用的兩款無人機，FREEBIRD和QC-1型號。無人機在進行6次飛行任務之后，順利完成任務，測土總面積達到了18.2平方公里，圖象分辨率提升到了20cm。

圖2為冰川滑坡整體航拍效果圖，圖3和圖4是東側山谷畜舍和民居房屋受損航拍圖。經過整理，受損房屋一共為149處，被地質災害完全破壞的民屋有12處。受損房屋多數集中在冰川滑坡的左側區域，從圖2和圖5中都可以看出，發生冰川滑坡災害的區域主要在左側冰川區域，冰川冰體受損嚴重，沒有出現冰面湖的現象；較之左側，冰川右側冰體保存良好穩定。在經過高分一號衛星的相關數據結合后，新疆生態所對這一次冰川滑坡的原因進行了歸納：

主要原因是冰川滑坡災害發生后，左側冰川的下滑遇到了一些阻礙，中下部的高度開始快速提升，促使原本低于岸邊房屋的冰川一下子超出了冰漬岸70米，由此引發了傾倒現象，冰塊和石塊的掉落促使岸邊的一些民居房屋嚴重受損，除此之外，在隆起的冰川中下部位置形成水流沖擊，再次造成了3次次生災害，最后判定此次冰川滑坡為比較嚴重的地質災害事件。

得到相關的分析后，新疆生態所立即對當地的生態系統進行了相關的調整，在相關地點構建監測系統，完善預警體系，切實有效地保障了人民的生命財產安全。

5 結論

近年來，隨著我國科學技術的不斷增長和革新，無人機技術也在發生日新月異的變化。在這種發展背景下，我國地質災害中無人機的應用一定會越來越廣泛，但是其中存在的一些問題例如：電磁干擾防御能力弱、特殊地質災害飛行環境適應能力差等等都需要我國相關科技部門的注意和改善。我們可以相信，在未來的地質災害救援中，無人機的扮演角色作用將會越來越重要。

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[責任編輯：王楠]