無人機、影像掃描全站儀在地質災害施工治理中的運用

摘要：由廣東省地災應急中心承建的番禺區南村鎮華南碧桂園北側山體地質災害隱患點整治工程，位于番禺南村鎮華南碧桂園會所北側，是中心今年新中標的地質災害隱患治理項目，工程預算金額為5700萬元。本文主要介紹無人機航拍和影像掃描全站儀在該項目中的運用。

關鍵詞：無人機航拍；影像掃描全站儀；地災施工應用

1.工程概況

項目位于廣州市番禺區南村鎮華南碧桂園會所北側，自然斜坡植被發育，坡頂建有廣州天氣雷達基地、番禺區廣播電視臺電視塔基地，坡腳緊靠華南碧桂園，主要由東、西側2個邊坡構成。

西側邊坡長約350m，頂緣最大高程約124m，坡腳高程約50m，最大坡高74m；東側邊坡坡長約400m，頂緣最大高程約125m，坡腳高程約50m，最大坡高75m；東、西側坡度約64°～87°，局部直立甚至懸空；出露坡體主要由強風化—中風化粗砂巖、礫巖、泥質粉砂巖及中—微風化混合花崗巖構成，總體屬巖質邊坡；人工坡面多裸露，東側坡面生長較多雜草，目前未采取工程措施處理，局部已發生崩滑失穩。由于山坡特高特陡，邊坡丘頂多為自然斜坡，安全隱患極大。

項目工程既是民生工程又是市重點項目，更是省地災應急中心的重點項目，集中了廣東省地災應急中心具有優勢、技術含量大的技術力量支援該項目的地質災害治理工作。

針對該項目地質情況復雜，雜草灌木叢生，把施工場地的原始地貌都覆蓋了起來。為了更好地勘查現場地形，省地災應急中心最新引進的無人機航拍技術派上了用場。通過無人機航拍技術應用，從高空200m～300m進行拍攝，得到了高清的原始地貌圖，獲得了寶貴的高空、高清崩塌現場圖像，為后續治理工作提供了原始數據（圖1）。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。在無人機航拍，通過數據傳輸的方式，讓后方機構能夠快速獲取地質災害現場第一手資料。

另外，配合全地形掃描儀設備，可以測得該項目的地形、地貌、坡面標高、控制線等重要數據，可以為設計單位提供完整準確的資料，為精準合理地設計方案打下基礎。同時，也有利于中心在施工中準確計算工程量及坡面、坡度的修整工作。

2.工程進度方面的作用

本項目以30天為1周期，通過無人機的航拍圖像，可以更準確地掌握各施工點、施工面的完成情況，從而進一步地完善施工進度計劃及材料、機械、人工的成本控制。同時，通過航拍圖像也更便于找出進度計劃與實際進度的差別，為項目部調整出更接近、更符合實際的施工計劃提供全面的現場圖片資料。

以下為各時期的航拍圖：

3.項目安全方面的作用

項目部創新性地把無人機航拍技術運用到雨后安全巡查過程中。由于該邊坡高、陡、險，2019年上半年，雨水充足，180天中大概有110天雨天，雨水對高邊坡的危害相當大，極容易造成新的崩塌和危險源；再者，雨后邊坡濕滑，道路泥濘，安全管理人員隨時可能遇到新的危險，故雨后安全巡查對安全檢查人員也存在一定的危險性。故項目部在每次雨后，都采用無人機航拍的方式進行安全細致的“安全巡查”，能檢查到人所不能到之處的安全隱患。對項目部的安全檢查工作提供了強大的技術支持，提高了安全指數，能實時掌握雨后現場情況，對保證項目的后續施工安全有重大作用。

無人機航拍在地質災害治理應用中的優缺點：

一、優點：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不會受到多大的影響；最后，在維護方面，無人機的維護因為構造較簡單，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。

二、缺點：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。

總結：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。我們可以相信，在未來的地質災害施工中，無人機的角色作用將會越來越重要。

4.項目三維信息收集，施工過程安全監測

本工程從立項開始，第一時間就利用先進儀器SX10影像掃描全站儀及華測P550無人機對目標區域實行了地質探測、遙感測繪、災害監測等作業，收集到了坡體表面原始三維信息數據并將坡體數據真實、精確化還原到電腦上，為設計、施工單位提供了參考。

在施工過程中，不定時對坡體進行掃描，所得數據通過TRW軟件生成點云數據，再通過后期兩組數據疊加分析，能夠清楚地看出沉降、滑坡變化情況，實現了坡體的快速數字化監控。

5.結語

隨著高新技術在地質災害治理領域的逐漸推廣，未來在我國地質災害治理中，無人機以及其他高新技術的應用一定會越來越廣泛。

參考文獻：

[1]唐迪，李建白，等.無人機的運用及未來趨勢[J].