無人機影像在地質災害調查中的應用研究

韋龍振

（廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526060）

在信息化時代背景下，計算機、攝影、遙感等技術高速發展，能夠在最短的時間內獲取高精準度的地表信息以及構建三維地表形態。無人機低空攝影系統獲取的遙感影像質量與分辨率都比較高，尤其是小地區或者地貌、氣候條件復雜化的地區，要根據地區實際情況，將無人機影像巧妙應用到開展的地質災害調查工作中，確保獲取的信息數據更加精準，在靈活應用中高效防治地區地質災害[1]。

1 無人機

無人機優勢作用鮮明，體現在不同方面，影像高分辨率便是其中之一。無人機就是無人駕駛的飛機，根據之前預定好的航線進行飛行、拍攝，高精準度、飛行平穩等是其顯著特征。同時，無人機搭載的相關拍攝設備都有著較高的精準度，獲取的無人機影像分辨率較高，能夠滿足大比例、高清晰度等專業性要求，特別適合地質災害地區拍攝[2]。在此基礎上，無人機起降過程中不會有較多的限制條件，安全系數、穩定性、經濟性都比較高，對地質災害發生地區的地貌、氣候等條件沒有較高的要求，能夠拍攝到人無法到達的地方，可以防止出現拍攝死角。同時，無人機有著較強的自動化程度，可以搭載不同形式的傳感器，對不同領域進行系統化調查，可以在短時間內獲取高質量的圖像，在圖像獲取、數據處理等基礎上，全面、深化了解地區地質災害，高效開展后續工作。

2 無人機影像在地質災害調查中的應用

2.1 影像獲取

應用到地區地質災害調查中的飛行設備較多，比如，飛行器平臺、動態差分GPS，遙感設備包含多光譜成像儀、激光掃描儀、CCD數碼相機。與此同時，在無人機影像應用過程中，作用到地質災害調查中的軟件系統多樣化，比如，飛行系統、GIS系統、地面系統、遙感圖像處理系統，無線網絡通信系統、衛星通信系統等通訊系統也應用其中，在軟硬件系統相互作用下，無人機低空攝影測量工作高效展開。在影像獲取過程中，飛行系統可以將拍攝設備及時送到預定好的位置，根據地區地質災害調查要求，開展一系列針對性拍攝活動。同時，飛行系統要根據地面系統作用下的航線計劃，隨時準確記錄無人機各方面情況，比如，飛行狀態，第一時間將獲取的信息數據傳遞給地面系統。地面系統要針對接收到的信息數據，自動化制定可行性較高的飛行航線，接收無人機運行過程中發回的影像等，實時獲取高質量以及高分辨率的影像。在此過程中，調查人員需要根據地質災害調查地區各方面情況，選擇適宜的相關設備，保證影像質量的同時最大化加快影像獲取速度，確保后期能夠以最快的速度高效處理獲取的信息數據，在源頭上最大化提升地區地質災害調查結果精準程度。

2.2 數據處理

在地區地質災害調查過程中，搭載在無人機上面的相機并不是測量型的數碼相機，拍攝的影像會存在比較嚴重的鏡頭畸變問題，需要從各方面實際情況入手，對拍攝過程中相機畸變參數進行系統化調整，為后期高效、快速處理一系列地質災害信息數據提供重要保障，進而，最大化提升地區地質災害調查效率與效益。在數據處理過程中，調查人員需要對無人機系統作用下獲取的影像進行針對性處理，要巧用掩模方法，統一勻光勻色處理各類型地質災害影像，確保影像匹配中有著較高的穩定性，后續正射影像色彩相同。同時，調查人員要全面、深入把握飛行控制系統功能作用發揮中詳細、準確記錄的地質災害信息數據，初步排序定位獲取的各類影像，可以多層次巧用數字攝影測量站，獲取地區地質災害數字化的高程模型，巧用現代化技術手段、設備設施，合理改正所獲取影像在傾斜、投影方面的誤差，拼接不同的數字正射影像，在規定范圍內，對影像進行科學化剪切，獲取地質災害數字正射影像圖。

此外，在影像同名點匹配過程中，影像匹配搜索范圍會進一步縮小，匹配精準度大幅度提升。同名點匹配結束之后，調查人員可以根據地區各方面實際情況，以共線條件方程為切入點，進行自由網平差。隨后，合理加入相關的地面控制點坐標數據信息，確保模型絕對定向精準完成。在此過程中，地質災害數據后期處理的時候，空中三角測量是不可忽視的一大關鍵點，對獲取的各類地區地質災害影像進行針對性空中三角測量加密，通過地面的各個控制點，對地質災害調查范圍內一系列影像外方位以及不同加密點的坐標進行科學化計算，獲取地質災害整個調查范圍內各方面密集點云數據。相應地，下面便是無人機影像應用中地質災害數據處理流程結構圖。

圖1 無人機影像應用中地質災害數據處理流程結構圖

2.3 地質災害解譯

就地質災害解譯來說，就是以無人機影像為切入點，人工判斷、解譯構建的遙感解譯標志。解譯人員專業能力素養高低直接關系到地質災害解譯精準程度，也包括在應用無人機過程中所獲取的各類影像質量，解譯資料是否準確、完整等。解譯人員要在應用理論知識、技術手段等過程中深化把握解譯資料、無人機影像質量等，嚴格按照具體化要求、流程等，規范化解譯地質災害，確保解譯范圍更加全面，將地區地質災害調查誤差實時控制在規定范圍內。在此基礎上，無人機影像作用下的三維模型具有立體、直觀、形象等特征，加上控制點數據被加入到地質災害數據處理中，該模型還具有鮮明的可測量特征。三維模型以矢量點云形式顯示的時候，相關工作人員需要在活用信息技術手段中，對獲取的地質災害數據進行科學化二次挖掘，在對比、分析過程中，進一步完善地質災害解譯環節，獲取多層面有著較高精準度的參數。

3 結語

總而言之，傳統地質災害調查方法手段已很難滿足新時期提出的客觀要求，如何高效應用新技術、新方法提升調查效率與質量已成為現階段地質災害調查工作開展中面臨的新挑戰。無人機的影像技術優勢作用鮮明，調查人員要在科學化應用中實現多方面獲取圖像且圖像有著較高分辨率，促使各項地質災害調查工作高效開展，全面、深入把握地區地質災害情況，在有效治理基礎上進行針對性防控，最大化降低發生系數的同時促進地區經濟健康、穩定、協調發展。