簡析無人機低空航測在地質災害調查中的部分工作

周敏杰

摘要：隨著我國經濟的發展，科學技術取得了日新月異的進步，無人機航測技術作為目前較為先進的測量技術，不但可以提高測量效率，降低實際測量工作中人工的強度和難度。還可以通過地形測量、三維建模、多光譜遙感、航磁測量等航測手段與傳統地質調查工作方法相互結合，解決地質調查實際工作中的諸多科研難題，并形成一系列調查成果。目前我國對無人機低空航測技術的應用已經非常廣泛。其中，無人機在地質災害調查工作中應用有一些特色與優勢，它彌補了傳統地災調查的不足，使調查精度和速度都有了質的提升。本文將對無人機低空航測技術的原理和優質展開分析，簡要對部分工作內容進行總結。

關鍵詞：無人機;低空航測;地災調查;應用分析

無人機低空航測系統能夠良好的解決這一問題，該技術將無人機作為飛行平臺，搭載多類型信息傳感器設備獲取飛行區域的遙感信息，獲取測量數據。無人機低空航測相比于使用衛星航測以及飛機航測來說，操作更加便捷，成本也更低，作業時間短，成像能力強，在小區域內進行地災調查有著突出的優勢。

一、無人機低空航測技術原理

目前的無人機低空航測技術基本都是將無人機作為飛行載體，搭載具有導航技術的CNSS與IMU定姿模塊，同時配合了性能較高的數字相機裝置，讓空中測量得以實現，從無人機的視角將地面的情況進行錄入。通過使用計算機軟件可以將數據進行統計處理，轉化為測量數據，無人機在開展地質調查過程中效率更高，成本更低。其技術優勢如下：

（1）對地理信息的數據更新速度非?？?，相比傳統地質調查技術，無人機技術對地形、天氣環境的要求較低，因此采集更高效;（2）無人機技術獲得的結果的分辨率非常高，其原因是使用了較為先進的多光譜傳感器和數碼相機;（3）無人機操作簡單、價格相對低廉，并且應用專業軟件之后可以直接對獲得的影像進行圖像分析處理，降低了后期的成本，使得測量效率得以提升[1]。

二、無人機低空航測相關工作方式

（一）控制測量

在使用無人機低空航測之前，應該先對測區進行GNSS控制測量。首先應該確定測量平面，我國測量通常使用1980西安坐標系，而高程選擇1985國家高程基準。隨后應該對像控點進行設置，像控點應該設置在無人機飛行區域的四個角的位置以及中心位置。像控點設置的標志為兩個邊長超過一米的對頂點三角形，這能夠讓航拍影像資料進行清晰判讀，像控點應該在堅硬的路面上時，對其使用噴漆標記，土質地面則用白灰。像控點的測量選用RTK的測量方式，每個點獨立進行兩次測量，選取平均值作為測量結果。除此之外還應該選擇代表性的地標，以便開展測量作業。測量數據設置是無人機在地災調查中的必要環節。

（二）飛行方案

首先應該對航拍的參數進行設定，通常低空測量的比例尺設定都為1：2000，飛行高度相對設定為據地半米，將地面的分辨率設置為20cm;其次應該選擇合適的航拍時間，通常上午九點到下午三點之內測量的效果更加準確，無人機飛行前應該對無人機上搭載的設備進行檢查，確保電量充足可以正常工作，無人機起飛使用彈射架，逆風起飛;在進行低空航測的時候，航線的方向應該和風向保持垂直關系，控制飛行速度在80km/h，同時保證地面操作站和無人機之間的距離不應大于4km，這樣能夠保證信息傳輸順暢;最后，無人機著陸應該選擇機腹著陸的方式，這種降落方式對降落場地有著一定的要求，應該選擇一塊足夠降落的平整軟質地面供無人機降落。降落之后應該檢查無人機的狀況，無誤之后進行數據傳輸 [2]。飛行拍攝是無人機在地災調查過程中的關鍵環節。

（三）數據處理

無人機數據處理是正射影像制作最為關鍵的部分。首先用讀卡器把無人機中的照片導入到電腦中，如果發現無人機曝光程度及色彩有較為明顯的不一致，應刪除明顯曝光錯誤或者有問題的照片?？梢詣h除一些質量有問題的照片（前提是拍攝的照片重疊度足夠），但是一定不能使用第三方軟件預處理照片，預處理后會使得照片損失原有的信息，例如GPS信息。無人機采集的影像處理可以使用pix4d軟件進行。首先應該對數據進行準備，在軟件上建立有關工程，將無人機飛行路線以及控制點坐標系統以及坐標進行輸入;其次要進行過程參數解密，如果是有控制點則選擇以控制點進行平差，若沒有控制點則以影像中的地理位置配準，根據定義將參數進行輸入，三角測量計算完畢后，選擇自己想要的坐標系（比如WGS-84），再提交三維重建項目，開始三維建模過程，這個過程時間較為漫長。之后就是正射影像生成，在CC中繼續提交重建項目，此時目的選擇正射影像/dsm即可。數據處理是無人機在地災調查過程中的核心環節。

三、無人機航測在地災調查中的優勢

應用無人機低空航測技術具有非常多的優勢，具體可以取得以下成果：其一，通過無人機進行航測作業，可以收集到豐富的地質數據資料，這其中包含了非常多的信息，能夠完成對基礎地質信息或者災前、災后地質環境信息的全面覆蓋，通過影像處理，能夠對受災地區進行全面的觀測，利用信息指導災后治理以及群眾疏散，具有非常強的參考意義;其二，無人機低空航測獲得的結果分辨率非常高，可以對水文、巖土情況以及工程設施建設的高效性進行分辨，再將災后環境進行綜合評判，既可以確定建設是否可行合理，通過對易發災難地區進行提前調研，可以及時采取糾偏措施;其三，無人機低空航測技術可以實現對緩動地質災害進行實施動態測量，再結合一些傳統的測量方式，就可以完成對地質災害區域的整體立體觀測。

結束語：

無人機低空航測技術在地質災害調查中起到了關鍵的作用。我們在地災調查、地災治理過程中應重視并充分發掘出無人機在該技術中的積極作用，做好對調查全過程的控制工作。在具體的實踐之中，應該確保先制定出可執行的技術方案，在使用無人機進行低空航測時把控好操作細節，處理數據的時候把控好數據分析質量，只有這樣才能最大化無人機在地災調查中的作用。

參考文獻：

[1]黃勤，周鵬，張嘯翼.無人機低空航測在地質調查中的應用[J].環境與發展，2019，31（08）：101-102.

[2]王玉龍，王建忠，李錦.無人機低空航測在地災調查中的應用[J].礦山測量，2017，45（05）：39-42.