無人機在地質災害應急搶險調查中的應用

朱嬋蓮，姜 嘯，焦龍進

（1.鎮江市自然資源和規劃局京口分局，江蘇 鎮江 212002；2.江蘇省地質礦產局第三地質大隊，江蘇 鎮江 212001）

近年來，無人機因其機動靈活、拍攝周期短、實時性強、風險小、快速獲取多角度多層面影像[1]等特點被廣泛用于各行各業。地質災害的發生具有隱蔽性高、突發性強，且發生環境一般較復雜調查難度大，如全部依靠人員進行調查，其工作量巨大、工作時間長而且對調查人員的人身安全造成極大威脅。

將無人機引入地質災害應急搶險調查，在災害發生時，可隨身攜帶快速抵達現場，實時多角度飛行獲得影像資料，快速對受災區域進行初步評估，為應急搶險調查工作提供了極大幫助。

1 無人機概況

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是一種通過無線電遙控設備或者自身程序控制裝置進行操作的無人駕駛飛機，能自主飛行或遠程引導，通過搭載相機光譜成像儀、激光雷達掃描儀等各種遙感傳感器，獲取高分辨率光學影像視頻激光雷達點云等數據，也被成為“空中機器人”[2，3]。隨著科學技術的發展，無人機已被廣泛應用于地質測量、航空拍照、農業調查等各個領域，應用市場前景開闊。

近幾年通過在無人機上搭載多視角相機，同時從一個垂直、四個傾斜共五個不同的角度采集影像，結合攝影測量的原理和計算機視覺技術新興起了無人機傾斜攝影測量技術，該技術可對局部重點目標進行高分辨率的航拍和建模，分辨率達2cm，完全滿足1：500的測繪精度要求。

2 無人機在地質災害應急搶險應用實例

受連續強降雨的影響，京口工業園區左湖村毛家灣10號、12號東側，京杭大運河西側出現河岸坍塌。災害發生處一側為住宅區另一側為京杭大運河，應急搶險調查工作難度較大。

搶險組采用無人機先行調查，通過無人機搭載高清相機，直觀、快速、準確的獲取了災害點影像資料（圖1），影像資料直接反映了災害點全貌和災害體與受威脅對象的位置關系以及危險程度，技術人員對影響資料進行識別、測量，初步確定河岸坍塌總長度約10m，高差5m～6m，河岸坍塌造成房屋基礎懸空，樹木倒伏，并使房屋后地面出現裂縫及下挫現象，在連續性降雨、暴雨等條件影響下，坍塌可能加劇，嚴重威脅毛家灣10號、12號兩戶居民的人身財產安全。搶險人員結合影像圖制定了救援方案和救援路線，迅速撤離受威脅人員，并對影響范圍進行應急處置，防止次生災害造成更大損失。

此次應急搶險工作，因采用無人機作為調查的“先行者”，及時、準確的研判了危險區域和受災情況，為政府開展救援和地災應急處置提供了科學依據，最大程度的保障了人民生命財產安全。

3 無人機應用于地質災害應急搶險的優點

采用無人機進行調查具有以下6個優點：①體積小、運輸便利，其響應能力機動快速；②搭載高精度數碼設備時，可垂直或傾斜成像，獲取真彩色數字影像；③可設置路線，多次獲取指定區域的影像資料；④采用專業軟件對影像資料數據進行處理，處理速度較快；⑤隨著科技的進步，無人機智能化程度不斷提升，操作逐漸更簡便可靠；⑥成本較低[4，5]。地質災害發生區域通常地質環境較復雜、惡劣，采用無人機作為調查的“先行者”，可快速獲取初步資料，避免了人員直接進入滑坡、崩塌等危險區域調查造成危險。其次，地質災害危險區域，人員和設備難以迅速進場開展調查工作，采用無人機可快速、高效的獲取現場情況，完成初步調查和測量，指導搶險人員規劃合理有效的搶險救援方案，從而提高救援的效率，減少災害造成的損失。此外，還可以初步劃定受災區域，提升災情評估效率。

圖1 河岸坍塌現場影像圖

4 無人機使用受限條件

據張翊超等人[6]統計分析，無人機在調查使用中受以下四方面限制：①山區地質災害發生地大部分都遠離機場，但進行飛行前應參考當地地圖或者遙感圖像，確認最近飛機場的距離，保證安全距離；②距離地面120m以下是國內目前通用航空對無人機視距內駕駛公認的安全飛行距離，對地質災害特征的拍攝大多不需要距地面120m以上的飛行高度，應盡量保持較低飛行；③對發生在峽谷中的地質災害，或存在對飛行器通信和GPS信號有影響的干擾源的地質災害地點，應在飛行之前下載衛星影像圖，并保證起飛位置的信號強度；④無人機調查結果受植被影響較大，需要結合現場情況對調查結果進行研判。

5 結論

無人機已被廣泛應用于各行各業，其優點和重要性日益凸顯。無人機調查作為新興的調查手段，與傳統的人工調查相比，具有快速高效、機動靈活、實時性強、風險小等優點。地質災害應急搶險調查中可采用無人機調查來提升工作效率并確保人員安全，其應用前景廣泛。目前，無人機在地質災害應急搶險調查中還存在著技術門檻較高和法律法規不完善等限制[7]，相信隨著技術的進步，無人機地質災害調查體系將會逐漸完善[8-10]。