測繪無人機在地質災害調查中的運用

劉歡

摘 要：在發生地質災害后必須要對發生災害的地區進行調查來獲取有用信息，其主要包括對相關信息的獲取、收集、傳輸及處理工作，通過對此類信息進行分析來研究如何降低地質災害所帶來的損害。目前在地質災害調查中所應用的技術越來越多樣，其中測繪無人機的使用為地質災害調查帶來良好的應用效果，通過模擬仿真實驗結果來看，測繪無人機的使用可以為地質災害調查提供動態信息，使評估更加高效、準確，并且其在地質災害調查中使用可以有效的提升調查效率。

關鍵詞：測繪；無人機；地質災害；調查

測繪無人機在使用中主要依靠遙感技術，尤其是在遙感技術不斷的發展及完善的情況下，測繪無人機在地質災害調查中的使用也越來越廣泛。在我國地質災害調查工作的開展中，其通過測繪無人機進行調查工作已經成為發展中的一個重要趨勢，為了對測繪無人機的應用特點及要點進行更加深入的了解，以下結合某研究區實際情況來對其進行研究，并指出在研究測繪無人機時需要注意的方法及內容，從而對其在地質災害調查中的應用優勢進行掌握。

一、研究區概況

某研究區氣候特征為半濕潤半干旱氣候，其海拔在1500m—2000m，常年低溫，平均溫度在5.9℃左右，降水量在300mm—400mm左右，此地區處于丘陵溝壑區且整體地形特點復雜，地貌較差，由于土質疏松且溝壑較多使該地區水土流失問題較為嚴重，因此該研究區常發滑坡、塌方、泥石流等地質災害。

二、研究內容及路線

由于地質災害發生區域其屬于不良地質，因此無論災害類型屬于哪一種，在遙感成像中其與周邊正常地質之間仍然存有一定的差異，其主要體現在色調、影紋、狀態等部分。利用無人機航空攝影系統對工作區獲取高分辨率影像，建立地質災害遙感解譯標志。通過GIS提取技術對研究區的地質災害進行遙感解譯，并提取信息。

1、無人機航空攝影

本次研究利用Quick eye（快眼）無人機系統開展航拍工作。該系統搭載高分辨CCD相機，可隨時隨地獲取急需的遙感影像；同時，可以實現飛行航跡的規劃與監控、信息數據的快速獲取等功能，是一個具有高智能化程度、穩定可靠、具有較強作業能力的低空航攝平臺。

2、航空影像處理

本次研究采用航測處理軟件DPGrid對航片數據進行處理，獲取正射影像圖，并采用專業遙感圖像處理軟件Erdas Imagine對研究區正射影像進行拼接，應用Arc GIS軟件將處理好的航拍影像進行整飾輸出。本次研究中無人機的航片處理采用DPGrid軟件，該軟件解析了運用光束法平差計算進行的空中三角測量，此次研究區解析空中三角測量成果的精度符合規范要求。

3、地質災害遙感解譯

遙感解譯是利用遙感影像結合研究區地形、地質等相關資料，通過研究分析對地質災害個體進行解譯的工作。本次解譯采用的是遙感測繪勘查院無人機航拍生成的正射影像圖，通過室內人機互交式解譯和野外驗證等手段完成對研究區的地質災害解譯。

三、無人機高分辨率影像在地質災害調查中的研究方法

1、建立解譯標志

在遙感影像上，不同地物有不同特征，這些影像特征是判讀識別各種地物的依據，稱為解譯標志。通常在建立遙感解譯標志時，主要從顏色、陰影、形狀、大小、位置以及紋理幾個方面來考慮。但是在進行解譯判讀時，盡可能將其他因素考慮在內，這樣有利于解譯更加詳細，以免產生漏判。總之，需對各種解譯標志進行影像特征綜合分析后確立解譯標志。遙感影像解譯是利用圖像的影像特征和空間特征與多種非遙感信息資料相組合，運用生物地學相關規律進行由此及彼、由表及里、去偽存真的綜合分析和邏輯推理的思維過程。本次解譯對研究區區域地質資料進行詳細分析和野外實地踏勘，根據遙感影像反映異常確定其初步解譯標志。根據解譯標志對地質災害個體在遙感影像圖上進行觀察和分析，在確定解譯點后，建立解譯卡片，最后進行野外復核。

2、研究區典型地質災害解譯

地質災害個體在遙感影像圖上所呈現的形態、色調等因素均與周邊環境的遙感影像特征有一定的區別。通過地質災害個體在遙感影像圖上的異常反映，參照建立解譯標志對研究區進行初步解譯，對解譯出的災害點詳細排查，去偽存真，并結合外業復核對災害點作出詳細解譯。

（1）滑坡。滑坡是此地區最為常見的地質現象，通過遙感影像進行遙感地質災害解譯時，可解譯出崩塌災害個體的物理影像特征，如位置、規模等。其主要解譯依據是根據遙感影像上滑坡表現出的形態、色調、陰影、紋理。從影像上可判讀出滑坡體下滑產生的滑坡壁形態特征主要呈圓弧形，而且災害體兩側常用沖溝發育，很容易確定其邊界。滑坡壁在影像上多表現出紋理、色調異常現象，包括陡坎、地形變異線、色調異常線等。此外，通過軟件根據遙感影像的比例尺和方向判別滑坡的長度和寬度以及滑動方向。

（2）裂縫。利用遙感影像解譯裂縫，可以確定其位置、大小、穩定狀況。裂縫的解譯是通過形態、色調、陰影、紋理等進行的，裂縫較小，目視解譯困難較大，配合地形圖進行目視人機互交結合進行解譯，陰影和紋理是判讀解譯裂縫的主要因素。結合地形圖解讀裂縫多注意坡度較陡的梁頂兩側，根據影像比例尺可算出裂縫的寬度和長度，裂縫已經產生且裂開判讀時主要以陰影為主要判讀對象，若還沒有裂開，主要判讀依據是紋理。

（3）崩塌遙感圖像中，崩塌解譯標志主要依據崩塌形成的崩塌面的色調異常進行判讀。針對研究區的解譯，發現崩塌多分布在溝谷、河流、公路等陡峭邊坡地段。由于崩塌體面積一般較小，在進行遙感解譯時較為困難，通常在遙感圖像上僅能辨識新發育的崩塌，多靠實地驗證確定和發現。

結語：通過測繪無人機進行地質災害調查可以有效的對傳統的調查方式進行補充，并且其在應用中的優勢也可以很明顯的體現出來，通過測繪無人機攝取高分辨率的圖像的同時具有較高的機動性，其具有極高的實用價值。根據研究可以看出，測繪無人機可以應用于地質災害的調查、檢測、預警等方面，可以說此種調查方法貫穿了調查的全過程。以上分析可以為相似工程提供相應的參考建議，但是在實際中還需以地區實況為主，從而保證測繪無人機的使用效果。

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