探究轻小型无人机在高位地质灾害调查中的应用

2019-01-03邓云飞

中国金属通报 2019年4期

邓云飞

（贵州省煤田地质局一一三队，贵州贵阳 550000）

高位地质灾害主要有高位滑坡、崩塌等，这种类型的灾害具有较强的突发性，同时灾害范围较广，突破性较大，经常会带来较为严重的人员伤亡事故。而贵州省处在云贵高原向广西丘陵过度的地带，地质环境十分复杂，地形存在较大切割，加上极端天气的影响，导致该省经常发生地质灾害。因此对该省高位地质灾害进行调查，及时发现、及时应对，保障居民健康。

1 轻小型无人机在高位地质灾害中的应用优势

大于100m以上，肉眼无法识别、人难以到达；同时，剪出口远高于坡脚，此外，如果滑坡体前后缘相对高差较大的时候，在相应条件下，则会形成高速远程滑坡，例如甘肃某乡镇，在1983年出现一次高位滑坡，其前后缘相对高差高达300m，其中前缘临空条件较高，当这一灾害发生时，滑坡体的前缘为平移碎屑流运动，而后缘则为旋转岩块滑流动运动，突然释放巨大势能，引发极大地震。

和传统无人机进行对比，轻小型无人机在对地质灾害进行排查过程中，具有较高应用优势。其具有较高分辨率，轻小型无人机可以从地面几米高的位置，充分的分辨出地面影像，画面能够达到cm级，这就极大弥补了因为天气因素而难以获得的问题，或者图像分辨率较低问题。同时其具有较高时效性，无人机可以及时获得目标排查位置的相应数据资源，同时能够将这些数据实时传输到地面终端，也可以在较短时间内，促使整个目标区域的调查情况进行汇报。轻小型无人机对相应影响导入到电脑当中，然后相应处理软件就可以直接对其进行处理。整个工作过程仅需要几天的时间，能够有效减少重复劳动，进一步提高工作效率。

2 轻小型无人机的监测流程

轻小型无人机主要监测流程有，前期准备、数据获取和后期处理。在前期准备阶段，主要工作内容为飞行空域申请，飞行条件判定，其主要是结合气象预报的实际天气状况，对起降场地进行选择，然后对飞行航线进行设定等。对数据进行具体获取过程中，能够执行飞行，同时对关系到安全的相应参数进行实时监测。后期对数据进行处理和分析阶段，工作内容有对图像进行拼接，同时进行几何校正，对信息进行提取和分析。主要工作流程是：结合无人机搭载设备以及项目所提出的要求。以贵州某高位隐蔽性地质灾害为例，在对隐患进行排查过程中，选择高性能轻小型无人机飞行，在对外业进行航摄过程中，一定要满足航空管制规定，为其制定较为详细的飞行计划以及应急预案，将比例尺控制在1:2000，要求数字正摄影像图的精度为0.8mm，并且保障高程模型的轻度误差在1.5以下，要求相应设备以及相关软件始终处于检定合格的使用期限内[1]。

3 轻小型无人机在高位地质灾害调查中的应用

3.1 室内准备

轻小型无人机使用中，室内准备主要是为了提升现场作业效率，主要任务是针对系统进行充电，针对地质灾害当中的滑坡等作出初步规划，能够减少现场规划时间，同时还能够对系统进行初次检查，以防止具体操作现场当中，难以解决故障问题[2]。

3.2 现场作业

无人机具体工作过程中，必须要满足快捷高效的特点，从而促使以上问题得到解决。将安全工作作为前提条件，在实际工作过程中，应当对现场环境进行确定，此后再根据现场实际环境，当无人机在正式工作之前，对现场环境进行确定，此后结合实际环境，对无人机调查方案以及调查方式进行确定。多数情况下，都需要使用自动调查方案，借助无人机当中的GPS技术，促使相应系统能够结合既定航线进行自主飞行或者拍摄，通过这一方式，不但具备较大安全性与可靠性，还能够在一定程度上提高拍摄质量。在深山等不存在GPS的信号区域当中，因为相关信号不是十分稳定，因此必须要使用手动调查方式，通过手动操作形式，对现有调查位置开展拍摄和飞行方式，但是采用这一方式的安全性以及拍摄质量均不高。但是可以在一定程度上更加快速和灵活，如果灾害的范围较小，则对这一方案进行应用。此外，不管采用何种调查方式，在进行具体飞行之前，均需要设置相应的控点，此后借助控制测量等方式，获得较高精确度的三维坐标，从而有效提升后期成果精确度[3]。

3.3 快速处理

当现场作业完成之后，则对所拍摄的照片进行快速处理。相关技术人员制定科学可行的应急处理方案，然后结合整体地形和正射影像方面的数据，对照片进行进一步处理。开展相应勘察过程中，现场作业和快速处理属于重要环节，通常情况下，现场勘察工作需要一个小时，而进行快速处理仅需要半小时，这一工作主要是在轻小型无人机传感系统后，可以在相对较短的时间内，获得高清影像数据，最后对其进行应急处理。

3.4 案例分析

利用轻小型无人机对高位地质灾害进行调查，针对那些人员不能达到的位置，可以借助无人机航拍方式进行辅助调查。以贵州某地区为例，该地区为高位地质灾害的多发区域，因为斜坡和陡坡崖部位较多，而这些陡崖的植被生长较少，裸露出大量的基岩，同时斜坡比较陡峭，人员难以达到。因此，相应工作人员对其进行排查，而无人机航摄在这一工作中占据着重要地位。无人机可以从远到近的航拍，对整个山体从远处进行观看，分析人口分布情况和陡崖位置存在的关系，明确航摄的目的，从近处观看陡崖的孕灾裂隙，检查危岩体的具体发育情况。针对一些重要隐患点而言，需要进行1:2000的地质灾害测绘，清晰检查地质灾害基本特点和存在的危害性[4]。

在工作过程中，针对那些危险性极大，危害性也极大的、典型地质灾害隐患点作出无人机航摄，尤其在进行下一步自动化监测过程中，需要对隐患点进行航测。针对地质灾害发育比较密集的地区。在贵州省，地质灾害的典型性，充分反映出该地区地质灾害发育特点。借助相应规划航测，可以获得较高分辨率的正射影像，此后针对一些重要点，需要结合不同形式的灾害类型和地形地貌条件等，获得倾斜摄影测量影响。使用无人机航测数据处理软件，构建起关于地质灾害的三维正射影像图（DOM）、数字地表模型（DSM）等。通过无人机进行航摄，所得结果可以相对直观并真实的对隐患点具体情况进行反应，其中成果图为3D影像图，突破了传统的2D成果图局限性，同时该成果得到了十分广泛的应用，采用无人机辅助灾害调查，还可以将设备隐患排除。开展用电监测，应对私自接入电网的小企业和个人进行罚处和警告，控制好容量增加的情况，减少变压器过载情况的发生。