探究輕小型無人機在高位地質災害調查中的應用

鄧云飛

（貴州省煤田地質局一一三隊，貴州 貴陽 550000）

高位地質災害主要有高位滑坡、崩塌等，這種類型的災害具有較強的突發性，同時災害范圍較廣，突破性較大，經常會帶來較為嚴重的人員傷亡事故。而貴州省處在云貴高原向廣西丘陵過度的地帶，地質環境十分復雜，地形存在較大切割，加上極端天氣的影響，導致該省經常發生地質災害。因此對該省高位地質災害進行調查，及時發現、及時應對，保障居民健康。

1 輕小型無人機在高位地質災害中的應用優勢

大于100m以上，肉眼無法識別、人難以到達；同時，剪出口遠高于坡腳，此外，如果滑坡體前后緣相對高差較大的時候，在相應條件下，則會形成高速遠程滑坡，例如甘肅某鄉鎮，在1983年出現一次高位滑坡，其前后緣相對高差高達300m，其中前緣臨空條件較高，當這一災害發生時，滑坡體的前緣為平移碎屑流運動，而后緣則為旋轉巖塊滑流動運動，突然釋放巨大勢能，引發極大地震。

和傳統無人機進行對比，輕小型無人機在對地質災害進行排查過程中，具有較高應用優勢。其具有較高分辨率，輕小型無人機可以從地面幾米高的位置，充分的分辨出地面影像，畫面能夠達到cm級，這就極大彌補了因為天氣因素而難以獲得的問題，或者圖像分辨率較低問題。同時其具有較高時效性，無人機可以及時獲得目標排查位置的相應數據資源，同時能夠將這些數據實時傳輸到地面終端，也可以在較短時間內，促使整個目標區域的調查情況進行匯報。輕小型無人機對相應影響導入到電腦當中，然后相應處理軟件就可以直接對其進行處理。整個工作過程僅需要幾天的時間，能夠有效減少重復勞動，進一步提高工作效率。

2 輕小型無人機的監測流程

輕小型無人機主要監測流程有，前期準備、數據獲取和后期處理。在前期準備階段，主要工作內容為飛行空域申請，飛行條件判定，其主要是結合氣象預報的實際天氣狀況，對起降場地進行選擇，然后對飛行航線進行設定等。對數據進行具體獲取過程中，能夠執行飛行，同時對關系到安全的相應參數進行實時監測。后期對數據進行處理和分析階段，工作內容有對圖像進行拼接，同時進行幾何校正，對信息進行提取和分析。主要工作流程是：結合無人機搭載設備以及項目所提出的要求。以貴州某高位隱蔽性地質災害為例，在對隱患進行排查過程中，選擇高性能輕小型無人機飛行，在對外業進行航攝過程中，一定要滿足航空管制規定，為其制定較為詳細的飛行計劃以及應急預案，將比例尺控制在1:2000，要求數字正攝影像圖的精度為0.8mm，并且保障高程模型的輕度誤差在1.5以下，要求相應設備以及相關軟件始終處于檢定合格的使用期限內[1]。

3 輕小型無人機在高位地質災害調查中的應用

3.1 室內準備

輕小型無人機使用中，室內準備主要是為了提升現場作業效率，主要任務是針對系統進行充電，針對地質災害當中的滑坡等作出初步規劃，能夠減少現場規劃時間，同時還能夠對系統進行初次檢查，以防止具體操作現場當中，難以解決故障問題[2]。

3.2 現場作業

無人機具體工作過程中，必須要滿足快捷高效的特點，從而促使以上問題得到解決。將安全工作作為前提條件，在實際工作過程中，應當對現場環境進行確定，此后再根據現場實際環境，當無人機在正式工作之前，對現場環境進行確定，此后結合實際環境，對無人機調查方案以及調查方式進行確定。多數情況下，都需要使用自動調查方案，借助無人機當中的GPS技術，促使相應系統能夠結合既定航線進行自主飛行或者拍攝，通過這一方式，不但具備較大安全性與可靠性，還能夠在一定程度上提高拍攝質量。在深山等不存在GPS的信號區域當中，因為相關信號不是十分穩定，因此必須要使用手動調查方式，通過手動操作形式，對現有調查位置開展拍攝和飛行方式，但是采用這一方式的安全性以及拍攝質量均不高。但是可以在一定程度上更加快速和靈活，如果災害的范圍較小，則對這一方案進行應用。此外，不管采用何種調查方式，在進行具體飛行之前，均需要設置相應的控點，此后借助控制測量等方式，獲得較高精確度的三維坐標，從而有效提升后期成果精確度[3]。

3.3 快速處理

當現場作業完成之后，則對所拍攝的照片進行快速處理。相關技術人員制定科學可行的應急處理方案，然后結合整體地形和正射影像方面的數據，對照片進行進一步處理。開展相應勘察過程中，現場作業和快速處理屬于重要環節，通常情況下，現場勘察工作需要一個小時，而進行快速處理僅需要半小時，這一工作主要是在輕小型無人機傳感系統后，可以在相對較短的時間內，獲得高清影像數據，最后對其進行應急處理。

3.4 案例分析

利用輕小型無人機對高位地質災害進行調查，針對那些人員不能達到的位置，可以借助無人機航拍方式進行輔助調查。以貴州某地區為例，該地區為高位地質災害的多發區域，因為斜坡和陡坡崖部位較多，而這些陡崖的植被生長較少，裸露出大量的基巖，同時斜坡比較陡峭，人員難以達到。因此，相應工作人員對其進行排查，而無人機航攝在這一工作中占據著重要地位。無人機可以從遠到近的航拍，對整個山體從遠處進行觀看，分析人口分布情況和陡崖位置存在的關系，明確航攝的目的，從近處觀看陡崖的孕災裂隙，檢查危巖體的具體發育情況。針對一些重要隱患點而言，需要進行1:2000的地質災害測繪，清晰檢查地質災害基本特點和存在的危害性[4]。

在工作過程中，針對那些危險性極大，危害性也極大的、典型地質災害隱患點作出無人機航攝，尤其在進行下一步自動化監測過程中，需要對隱患點進行航測。針對地質災害發育比較密集的地區。在貴州省，地質災害的典型性，充分反映出該地區地質災害發育特點。借助相應規劃航測，可以獲得較高分辨率的正射影像，此后針對一些重要點，需要結合不同形式的災害類型和地形地貌條件等，獲得傾斜攝影測量影響。使用無人機航測數據處理軟件，構建起關于地質災害的三維正射影像圖（DOM）、數字地表模型（DSM）等。通過無人機進行航攝，所得結果可以相對直觀并真實的對隱患點具體情況進行反應，其中成果圖為3D影像圖，突破了傳統的2D成果圖局限性，同時該成果得到了十分廣泛的應用，采用無人機輔助災害調查，還可以將設備隱患排除。開展用電監測，應對私自接入電網的小企業和個人進行罰處和警告，控制好容量增加的情況，減少變壓器過載情況的發生。

4 結語

總而言之，輕小型無人機的應用，突破傳統無人機使用過程中的局限，能夠通過高清影像，展示相應地質情況，技術人員對圖像進行處理分析，獲得地質情況相關數據，最終判定是否有可能會發生地質災害，提前預警，減少人員傷亡和經濟損失。