無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

張里南 何君

【摘 要】隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來無人機(jī)技術(shù)得到了廣泛使用。無人機(jī)通過其精簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)，巧妙的構(gòu)思，可以進(jìn)行許多人們難以實(shí)現(xiàn)的操作。無人機(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)正式走進(jìn)了我們的生活，從日常的拍攝到測(cè)繪地理地質(zhì)等。無人機(jī)遙感技術(shù)受到了社會(huì)的廣泛重視與大力研發(fā)。利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以更加方便快捷的進(jìn)行地質(zhì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，全面掌握地質(zhì)災(zāi)害情況，論文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。

【Abstract】With the development of science and technology in China， unmanned aerial vehicle technology has been widely used in recent years. Unmanned aerial vehicles， with the streamlined design and ingenious design， can perform many operations that are difficult for people to achieve. UAV remote sensing technology has formally entered our life， such as the daily shooting， surveying and mapping geography and geology and so on. UAV remote sensing technology has been widely valued and vigorously developed by the society. Through using UAV remote sensing technology， it will be more convenient and rapid to carry out the geological monitoring， monitoring of geological hazards and comprehensive understanding of geological disasters. The paper will analyze it in detail.

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)遙感技術(shù)；地質(zhì)災(zāi)害；災(zāi)害監(jiān)測(cè)

【Keywords】unmanned aerial vehicle； geological hazards； disaster monitoring

【中圖分類號(hào)】TP79 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）07-0137-02

1 引言

在傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)方面，往往運(yùn)用航拍的形式。但隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，航拍技術(shù)所需要消耗的時(shí)間以及分辨率與無人機(jī)遙感技術(shù)相比都相對(duì)落后。因此無人機(jī)遙感技術(shù)近年來在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，無人機(jī)遙感技術(shù)將無人機(jī)作為飛行平臺(tái)，在無人機(jī)上安裝各類傳感器或拍攝裝置，通過遙感裝置控制無人機(jī)達(dá)到指定地點(diǎn)獲取地面信息。通過無人機(jī)遙感技術(shù)可以更好地掌握地質(zhì)災(zāi)害情況，使人們能夠加強(qiáng)對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)工作，降低由于環(huán)境破壞帶來的地質(zhì)災(zāi)害影響。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)概述

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無人機(jī)遙感技術(shù)主要由無人機(jī)以及無人機(jī)遙控器構(gòu)成，其中主要分為以下三個(gè)部分。第一部分是地面系統(tǒng)，包括地面上的無人機(jī)遙控器等其他輔助設(shè)備。第二部分是任務(wù)的載荷系統(tǒng)，其中包括火控系統(tǒng)以及探測(cè)目標(biāo)等有關(guān)系統(tǒng)。第三部分是無人機(jī)部分，主要指的是無人機(jī)主機(jī)。無人機(jī)一般較為輕盈小巧，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因此在飛行時(shí)極為靈活，操作較傳統(tǒng)的航拍更為簡(jiǎn)單，并且可以呈現(xiàn)出更加清晰的畫面以及分辨率更高的反饋圖像[1]。

2.2 無人機(jī)遙感技術(shù)特征

運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以對(duì)地面情況最為快速便捷地進(jìn)行獲取。在進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，將無人機(jī)作為載體，在無人機(jī)主機(jī)上安裝高分辨率攝像頭，可以將地面的情況高精度的傳輸回來，成本較低，操作簡(jiǎn)單。并且具有極高的速度以及清晰度，便于使用，和傳統(tǒng)的航拍技術(shù)相比更具有實(shí)用性。和傳統(tǒng)遙感相比，無人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，快速出擊的響應(yīng)能力，對(duì)于應(yīng)急措施有著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)遙感數(shù)據(jù)缺少準(zhǔn)確性，無人機(jī)遙感平臺(tái)可以傳輸更加清晰的圖像，從而進(jìn)行更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析。目前無人機(jī)遙感技術(shù)在景觀生態(tài)，地質(zhì)災(zāi)害，環(huán)境保護(hù)，地理測(cè)繪領(lǐng)域中都有著廣泛應(yīng)用。

利用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以快速的完成數(shù)據(jù)以及信息的匯集以及整理工作。通過遙感裝置，將數(shù)據(jù)傳輸，通過無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)繪[2]。由于無人機(jī)分辨率較高，繪制出更加清晰的圖像，便于觀測(cè)。無人機(jī)遙感技術(shù)可以在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，整理出最佳的圖像，并應(yīng)用遙感軟件對(duì)圖像進(jìn)行監(jiān)督和非監(jiān)督分類處理，使測(cè)繪的結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 迅速完成測(cè)繪工作

在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，首先要對(duì)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪。傳統(tǒng)的航拍技術(shù)需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成測(cè)繪工作，影響地質(zhì)災(zāi)害的處理效率。通過無人機(jī)遙感技術(shù)，由于其速度極快，精度極高，因此可以在極短時(shí)間內(nèi)完成較為精準(zhǔn)的測(cè)繪工作。由于快速精準(zhǔn)的完成測(cè)繪，會(huì)給地質(zhì)災(zāi)害的處理工作帶來極大的便利。以四旋翼類型無人機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，并且較為輕巧，拍攝可以達(dá)到71次/秒。因此可以發(fā)現(xiàn)，四旋翼類型無人機(jī)具備極高的進(jìn)度，并且可操作性較強(qiáng)。在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害測(cè)繪工作時(shí)，四旋翼類型無人機(jī)在十分鐘內(nèi)即可完成測(cè)繪工作，測(cè)繪范圍約十萬平方米[3]。并且在如此快速地完成測(cè)繪工作情況下，四旋翼類型無人機(jī)仍能夠保持40mm的高精準(zhǔn)度。因此可以看出，無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中能夠提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)信息，使人們能夠全方面地了解到災(zāi)區(qū)狀況，從而更加方便地進(jìn)行后續(xù)的方案制定等工作。

3.2 應(yīng)急救援工作

在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可能會(huì)造成人員的傷亡。在進(jìn)行人員的營(yíng)救工作時(shí)，如果沒有進(jìn)行對(duì)受困人員位置調(diào)查，災(zāi)情調(diào)查等工作，不僅會(huì)降低營(yíng)救速度，甚至可能會(huì)引起二次災(zāi)害的發(fā)生，威脅到被困人員的生命安全。并且由于常規(guī)的救援方式準(zhǔn)確度較低，耗時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響了救援行動(dòng)的開展。

通過無人機(jī)遙感技術(shù)，在救援之前首先運(yùn)用無人機(jī)對(duì)于營(yíng)救地區(qū)的整體情況進(jìn)行了解。在得到詳細(xì)的圖像數(shù)據(jù)后，相關(guān)工作人員對(duì)營(yíng)救區(qū)域進(jìn)行分析，確保不會(huì)由于營(yíng)救措施造成二次災(zāi)害。隨后通過無人機(jī)對(duì)被困人員進(jìn)行初步搜查，大致確定被困人員位置[4]。無人機(jī)遙感技術(shù)可以通過低空飛行，對(duì)于地面數(shù)據(jù)進(jìn)行更加詳細(xì)的獲取，并且對(duì)于地面圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。通過這種方式，可以加快營(yíng)救工作的效率。傳統(tǒng)的航拍模式可能會(huì)受到天氣以及時(shí)間影響，在漆黑一片夜晚能見度較低，航拍技術(shù)基本沒有任何作為。無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)于天氣條件適應(yīng)性極強(qiáng)，可以根據(jù)自身周圍管線調(diào)整光譜，完美適應(yīng)周圍的光線強(qiáng)度，無論在任何情況都能清晰完好的展示圖像。營(yíng)救人員通過無人機(jī)遙感技術(shù)，可以在營(yíng)救的同時(shí)獲得更多信息，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情評(píng)估以及救援方案的制定有著較大幫助。

3.3 對(duì)災(zāi)情進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估

無人機(jī)遙感技術(shù)在獲取到地面的相關(guān)遙感數(shù)據(jù)后，可以根據(jù)DOM以及紅外信息對(duì)于圖形進(jìn)行拼接以及矯正，對(duì)于災(zāi)情進(jìn)行更加準(zhǔn)確和全面的掌握。遙感技術(shù)不僅能夠檢測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的表面信息，還可以通過這些數(shù)據(jù)信息對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的體形，位置，程度進(jìn)行自動(dòng)分析并統(tǒng)計(jì)記錄。根據(jù)系統(tǒng)自帶的GIS軟件對(duì)于該類數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，自動(dòng)計(jì)算出地質(zhì)災(zāi)害可能造成的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡情況，同時(shí)也能根據(jù)此次地質(zhì)災(zāi)害對(duì)未來該區(qū)域可能會(huì)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估[5]。全方面多角度的對(duì)地質(zhì)災(zāi)害近況進(jìn)行較為精準(zhǔn)的評(píng)估，這也是無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)中的應(yīng)用之一。

4 無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展前景

無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中具有高精準(zhǔn)度，靈活性極強(qiáng)等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的航拍技術(shù)相比，無人機(jī)遙感技術(shù)有著更強(qiáng)的穩(wěn)定性。因此在未來的發(fā)展道路上，可以加強(qiáng)對(duì)于無人機(jī)拍攝頻率的提升，從而使無人機(jī)遙感技術(shù)的分辨率，尤其是在不良天氣時(shí)，目前的無人機(jī)遙感技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間。除此之外，對(duì)于無人機(jī)主機(jī)的硬件改良也要加快進(jìn)程，通過更加輕巧的無人機(jī)主機(jī)，使其可以攜帶更多高科技設(shè)備，開創(chuàng)更加具有實(shí)際意義的新功能。現(xiàn)階段由于無人機(jī)遙感技術(shù)剛起步不久，在于數(shù)據(jù)信息保護(hù)方面工作目前還沒有進(jìn)行完善，經(jīng)過無人機(jī)遙感技術(shù)的深入發(fā)展，可能會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)盜竊，惡意影響無人機(jī)傳感信號(hào)的事件發(fā)生。因此軟件的開發(fā)還可以朝向抗干擾能力以及數(shù)據(jù)加密方面進(jìn)行，保障無人機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

5 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)目前已經(jīng)在我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)中得到了初步應(yīng)用。通過無人機(jī)遙感技術(shù)給地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)帶來了極大的便利，具有良好的發(fā)展前景。無人機(jī)遙感技術(shù)由簡(jiǎn)單的傳感裝置，任務(wù)載荷系統(tǒng)以及無人機(jī)主機(jī)三部分構(gòu)成。通過這三部分的工作可以實(shí)現(xiàn)最快速度的高精準(zhǔn)度測(cè)繪工作，應(yīng)急救援工作以及地質(zhì)災(zāi)害全面評(píng)估工作。無人機(jī)遙感技術(shù)有著巨大的開創(chuàng)潛力，希望通過本文可以對(duì)相關(guān)人士有所幫助，開創(chuàng)出更加新穎具有實(shí)際意義的無人機(jī)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

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