遙感影像技術在地質災害應急測繪服務中的應用研究

張華平，劉湘媛

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330001）

近年來，國內地質災害事件發生頻繁，且類型多，包括了：崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、巖土膨脹、水土流失等。為了使地質災害預防控制工作質量得到有效提高，則需做好地質災害應急測繪服務工作，然而由于地質災害所處區域環境條件惡劣，傳統的測繪技術方法難以保證測繪數據成果的完整性、真實性及可靠性。因此，需重視現代化新型測繪技術在其中的應用。對于遙感影像技術來說，作為一種新型探測技術，可針對電磁波信息進行收集、處理、成像，進一步實現對地面各種景物的探測及識別，從而獲取高分辨率的遙感影像數據成果[1，2]。由此可見，為了全面提高地質災害應急測繪服務工作質量角度考慮，本文圍繞“遙感影像技術在地質災害應急測繪服務中的應用”進行分析研究價值意義顯著。

1 遙感影像技術概述

遙感影像技術，作為一種探測技術，主要以電磁波理論為依據，在利用各種傳感儀器的基礎上，針對遠距離目標輻射、反射的電磁波信息進行收集、處理、成像，進一步實現對地面相關景物的探測及識別。值得注意的是，遙感影像技術作用的發揮，少不了遙感平臺的支持，遙感平臺主要設備包括衛星、飛機、氣球、地面移動設備等，通常由遙感平臺構成的遙感技術系統需完成三方面的作業任務，即：①數據的獲取。對各種傳感器加以應用，記錄目標地物的電磁波特性。②數據的處理。利用光學儀器、計算機設備等，針對獲取得到的遙感數據，在校正分析處理的基礎上，使遙感原始數據存在的誤差得到有效消除，使被探測目標地物的原有特征得到有效恢復，進一步使處理后的數據得到高效利用。③遙感的應用。行業不同，專業人員不同，均可根據自身的目標需求，把遙感數據應用至各業務領域當中，這個過程便指的是遙感應用的過程。早些年，軍事、科研等領域，遙感系統技術應用廣泛，隨著我國社會經濟的穩步發展，遙感應用擴展到自然資源調查、地圖測繪、農業監測與估產、環境監測管理等領域。由此可見，遙感系統技術的應用價值非常高。

并且利用遙感影像技術，可查詢多種國產高分辨率遙感影像，包括：其一，高分一號遙感影像；其二，高分二號遙感影像；其三，資源三號遙感影像等[3，4]。此外，遙感影像技術的應用范圍廣，在氣象觀測、地質資源考察、地圖測繪以及軍事偵察中均具備顯著的應用價值。以地質災害應急測繪服務工作為例，合理科學地應用遙感影像技術，能夠快速完成測繪任務，及時排查測評相關地質災害，進一步及時發起應急救援任務，使地質災害應急測繪服務工作的效率及質量得到全面提升。

2 遙感影像技術的應用優勢分析

如前所述，對遙感影像技術的概念、應用現狀領域等等均有了一定程度的了解。而從遙感影像技術的應用優勢層面分析，具體如下。

2.1 探測范圍覆蓋率廣

在遙感影像技術應用過程中，借助航攝飛機進行飛行攝影，其飛行高度可以達到大概10km；同時，在陸地衛星軌道高度方面大概為910km。一張陸地微信圖像覆蓋地面范圍達到大約3萬多平方千米，大概等同于窩火海南島的面積。此外，從我國來看，大概只需要600多張陸地衛星圖像，便可以實現全部覆蓋的目標。

2.2 資料信息獲取速度快，受干擾程度低

一方面，遙感影像技術的應用，在獲取相關資料信息方面速度非常快，且周期比較短。比如，對于測繪地圖的實測，通常幾年或者十幾年進行1次測量，測量時間漫長。而對于陸地衛星4、5，則每間隔16天便可覆蓋地球1次。另一方面，遙感影像技術的應用，受干擾程度低，即不會受到冰川、沙漠、高山等惡劣環境條件的干擾影響，從而保證測繪作業的穩定性及可靠性。

2.3 獲取信息數據的方法多樣

一方面，在遙感影像技術應用過程中，對不同的波段、遙感儀器加以利用，能夠獲取所需的相關信息數據。同時，既可以對可見光波段探測物體加以應用，又可以對人眼看不見的紫外線、紅外線、微波波段進行探測作業。并且，在對地表的性質進行探測的基礎上，還可以實現對目標物深度的探測。另一方面，微波波段具備全天候作業的能力，通過遙感影像技術，獲取非常大的信息量。例如：對于四波段陸地衛星多光譜掃描圖像，其像元點分辨率為79m×57m，每一波段具備像元7600000個，且一幅標準圖像涉及波段4個，一共有像元點3200萬個。

3 地質災害應急測繪服務工作對遙感影像技術的要求分析

地質災害應急測繪服務工作，與一般的地質災害測繪工作相比，在時效性要求方面更高。同時，在使用遙感影像技術的基礎上，還需確保此項技術系統的機動性強、影像精度高，可對目標區域進行實時動態監測等。總結起來，具體要求如下。

3.1 時效性及機動性強要求

對于地質災害應急測繪服務任務來說，其不可預測性、突發性特點鮮明。接收到相關任務以后，相關工作人員需第一時間前往測繪現場，在確保遙感影像技術及其系統具備很強的時效性的基礎上，才能夠將地質災害區域的實況及時有效地反映出來，進而相關指揮員才能夠以災害區域的實況為依據，將具體的行動計劃制定出來。此外，基于應急測繪服務工作開展期間，測繪單位有必要以災區實際情況，將所需裝備及時運送，這就對相關裝備的機動性提出了很高的要求。而對于遙感影像技術飛行系統來說，在飛行場地要求方面不高，且升空準備時間較短，可以快速達到監測區域，使應急測繪機動快速的需求得到有效滿足。

3.2 影像精度高要求

在地質災害應急測繪服務工作期間，利用遙感影像技術，需確保獲取的影像精度足夠高，這樣才能夠使測繪服務工作獲得真實、可靠、全面的數據信息支持，從而作出及時、有效的應急決策，使地質災害問題得到有效預防控制[5]。

3.3 動態監測目標區域要求

此方面的要求，即在地質災害應急測繪服務工作開展過程中，所使用的遙感影像設備，需滿足動態監測目標區域的要求，進而將實施動態測繪信息獲取出來，使地質災害應急服務工作的質量水平得到有效提高。

4 遙感影像技術要點及應用要點分析

從遙感影像技術應用價值體現角度考慮，在明確此項技術應用要求的基礎上，則需重視技術要點及具體應用要點的把控。總結起來，遙感影像技術要點及具體應用要點如下。

4.1 技術要點

將遙感影像技術投入到地質災害應急測繪服務工作之前，需把控各項技術要點，具體包括：

（1）數字影像匹配及空三加密處理。對于數字影像匹配，指處于2幅或若干幅影像之間，對同名元素進行識別。此環節作為數字影像測量的核心部分，需對灰度值、分布情況進行合理處理，然后將配準窗口選取出來。而對于空三加密，則指的是對空中三角測量進行解析，為航空攝影和數據生產兩者之間的有效紐帶橋梁，通過采取少量的像片控制點，可將待求點的平面位置、高程等參數值計算出來，進一步使像方坐標至物方坐標之間的有效轉換得到實現。在空三加密過程中，需使用到Inpho模塊，經光束法區域網平差，將外方位元素、加密點坐標成果影像數據獲取出來。

（2）DEM及DOM構建。DEM，即指的是“數字高程模型”，也稱之為“可視化模型”，針對此模型采取濾波處理以后，能夠兩建筑物等相關物質過濾，進一步將數字高程模型有效構建出來。DOM則指的是“數字正射影像圖”，在制作過程中，需將獲取的航空影像、相機參數、像控點成果、定位定姿系統（POS）數據，在空三加密處理、DEM生產以及單片DOM生產等操作基礎上，使DOM制作的成果得到有效保證[6，7]。

（3）采集線劃圖。完成空三加密操作之后，需利用立體測圖的方法，將地貌、地物等數據獲取出來。首要工作是對點狀要素進行采集，期間需對相關要素的位置、采集方向加以明確。然而，基于線狀要素采集過程中，需對地物的具體位置進行采集，進一步對各要素之間的關系進行合理處理。如下圖1所示，基于遙感影像技術的地質災害測繪任務作業過程中，接收到遙感任務后，需按照規范流程做好相關準備工作，搜集地形、地質、遙感、綜合勘探等資料信息，通過遙感圖像初步解譯，最終完成解譯成果復核與修正，提交成果，為地質災害應急處理決策的制定及實施提供有效測繪數據信息支持。

圖1 基于遙感影像技術的地質災害測繪任務作業流程圖

4.2 應用要點

在掌握遙感影像技術要點的基礎上，需進一步掌握遙感影像技術在地質災害應急測繪服務中的具體應用要點，具體包括：

（1）在應急測繪中的應用。遙感影像技術可搭載無人機系統設備，面對情況緊急的地質災害問題，可以快速飛行，并在短時間內收集災區影像數據，比如地質災區道路、河流、高山、巖壁、裸露巖石以及崩塌堆積體等影像數據，在實時動態監控地質災區情況的基礎上，對地質災區受災情況進行詳細分析判斷，進而及時作出應急搶險決策提供有效數據信息支持。

（2）在地質災害排查測評中的應用。利用遙感影像技術，搭載無人機系統設備，可對地質災害區域的影像進行全方位、多角度拍攝，進一步結合影像數據對受災現場的實際情況進行分析判斷，斌古玩城地質災害的排查側評估[8，9]。值得注意的是，基于地質災害測評期間，技術操作工作人員可把遙感影像技術作為數據源，結合受災區域地質條件、天氣環境、植被損傷等情況，將圖像繪制出來，然后采取GIS技術對影像數據進行詳細分析，得出災害等級評估結果。此外，在明確受災等級以后，針對可能發生的災害類型、頻率、規模等相關信息標記出來，為地質救援工作的順利、高效開展提供有效支持。

（3）在應急救援中的應用。當地質災害風險事件發生以后，為了避免人員傷亡，可利用無人機遙感影像系統設備，進入受災區域之后，及時獲取受災區域影像資料，測繪工作人員及應急救援人員結合遙感影像數據處理圖像，對災害情況進行詳細分析，進而及時發起應急救援任務，使救援工作的效率及安全性得到協同提升[10]。

（4）在災害治理中的應用。在地質災害治理工作開展過程中，部分地區在技術裝備層面存在一些局限性，比如大比例尺地形圖、高分辨率影像圖、三維模型等技術裝備均缺乏，進而難以獲取真實、可靠且完善的基礎數據。在此情況下，為了提高地質災害治理工作的效率及質量，則需重視遙感影像技術與其他現代化科學技術的融合應用。比如，對無人機集群災情地理信息獲取系統加以利用，同時聯合使用LiDAR與無人機航空攝影技術、應急遙感影像高性能集群處理技術、精細化三維建模技術等，使區域范圍內地質災害隱患點的高分辨率影像獲取工作能夠高效執行完成。此外，在合理、規范應用1：2000比例尺地質災害防治專用圖測制、重大隱患點精細化三維建模系統的基礎上，可以為地質災害治理工作提供真實、可靠、完善的數據基礎及測繪技術保障支持[11，12]。由此可見，需重視遙感影像技術與其他相關新興技術在地質災害治理工作中的合理科學應用。

5 結語

綜上所述，在地質災害應急測繪服務工作開展過程中，遙感影像技術的特點優勢鮮明，因此需掌握數字影像匹配及空三加密處理、DEM模型構建、DOM制作、線劃圖采集等技術要點。進一步合理科學利用遙感影響技術，使測繪任務快速完成，使地質災害排查測評工作效率得到有效提升，并使應急救援任務及時發起等。總之，遙感影像技術在地質災害應急測繪服務中的應用價值顯著，值得借鑒及應用。