无人机遥感技术在地质灾害监测中的应用

何东升

西安市地质环境监测站 陕西 西安 710003

1.前言:

无人机遥感技术作为近些年来新兴的一门技术，在地质灾害监测过程中的应用已经较为普遍，并且以其十分明显的技术优势给这一行业带来了显著的效益。随着科学技术不断向前发展，和遥感技术理论的逐步完善，可以预见无人机遥感技术在地质灾害监测方面的应用层次将更深，应用范围将更广，将继续对地质灾害监测工作起到巨大的推动作用。

2.关于无人机遥感技术简介

2.1 该技术的主要组成部分。无人机遥感技术在科技十分发达的今天，在硬件配置方面和软件应用方面都已经相对成熟，其系统主要有以下几个部分组成。首先是地面系统。地面系统在无人机遥感系统发挥作用的过程中起到了十分重要的作用，该系统主要包含了地面辅助设备、地面监控系统以及起飞着陆系统等方面，主要作用是负责控制无人机的起飞和降落以及各种数据的采集过程。其次是无人机遥感的任务载荷部分。这一部分主要包括感知、采集、存储相关遥感数据的各类高精度仪器仪表系统，比如雷达系统以及激光测距系统、惯性导航系统、GPS系统等等，其主要作用是更具任务规划目标进行数据采集并存储，以供进一步分析研究，这部分系统的性能直接决定了所采集到的数据的分别率高低以及数据质量，是无人机遥感系统中最重要的系统。最后是无人机设备的的飞行控制系统，包括能够很好保护无人机安全飞行的相关系统，如空中的限高和避障等防护系统。这一部分的主要作用是保障飞行作业的人员安全和设备系统安全。

2.2 无人机遥感技术的技术特征。较于传统航拍技术，无人机遥感拍摄的照片能够更加的清晰，便于通过分析得到更多信息。其对于数据的分析能力更为出色，在实际工作过程中，无人机作为主要载体，无人机系统以其独特的空间优势加之遥感传感设备，携带相机和传感设备作为辅助，准确快速的完成低空小范围高精度的测绘作业，能够准确的把目标区的地质状况进行拍摄。无人机遥感技术能够广泛应用于当前的地质灾害的监测工作中，一个重要原因在于无人机遥感系统在空间上能够解决地面监测系统难以探测到的某些空间位置，而卫星遥感系统对该位置的观测数据精度又相对较低这个问题，并且能够在自然灾害发生的各个阶段，能够以固定时间频率探测获得灾害隐患区（灾区）的第一手资料。

3.无人机遥感技术在地质灾害监测过程中的应用

3.1 无人机遥感技术的工作流程。无人机遥感技术应用的主要工作流程可分为如下几个部分。

第一步，飞行条件分析。在进行技术运用前，必须对于无人机的飞行条件进行分析，分析内容主要包括当前天气状况等等，对无人机飞行安全要有足够保障，一旦出现恶劣天气，就不能进行飞行。

第二步，作业任务规划。对于任务进行总体规划，包括对无人机的航线进行规划，对于其飞行高度，航线轨迹等进行规划。

第三步，建立地面控制系统。地面控制系统主要完成信号的接收和发送，保证在进行具体飞行的过程中，无人机系统保持适中高度、速度，续航能力也必须达到标准。

第四步，自动化作业，完成数据采集。把相关的工作流程及工作程序输入地面控制系统，对无人机发出飞行指令，无人机系统自动工作，按照预定的航线进行飞行。在拍摄过程中保障飞行距离及飞行时间。在执行完拍摄任务后，无人机可以按照既定的程序返航。在这一过程中，地面的控制人员可以进行指令控制，也可自行降落。

第五步，数据分析和应用。最后地面的工作人员需要把无人机的航拍的数据以及相关的附件进行了具体的分析，以便下一步更好的工作。

3.2 无人机遥感技术在地质灾害监测的过程中的应用特性。一方面是空间便捷性和时效便捷性。地质灾害一旦发生，救援人员一般很难直接到达灾害体附近进行观测，因此在空间上、在时效上，无人机能够很好的代替人力，在第一时间进入灾区，并且获得第一手资料，能够为救灾和灾后处理奠定很好的基础。另一方面是获取信息的全面性和准确性。在最近几年我国地质灾害发生的一些典型案例中，无人机遥感技术的运用体现出了其获取信息的全面性和准确性，例如2017年8月8日21时19分46秒九寨沟发生地震之后很多震裂山体高差达到上千米。在该案例中，无人机遥感技术充分发挥了其空间数据获取能力，获取一定范围内灾害现状遥感影像，使得不良地质条件的范围能够很快被圈定，而且避免了人工调查的主观误差。信息全面、准确的遥感影像有助于工作人员及时加强防范，有效避免人员伤亡。三是该技术应用效果在一定程度上依赖于操作人员的专业素质。无人机遥感系统属于高度集成的技术应用系统，其应用过程中，操作人员的专业素质高低，在一定程度上影响着获取数据的质量和后续数据分析的精确度。

结束语：当前无人机遥感技术已经取得了很大突破，并且随着科学技术不断向前发展，这种技术在未来的运用将会更加的广泛，尤其是在地质灾害监测的过程中，无人机遥感技术凭借其独特的技术优势特征，能够得到广泛应用。在未来的应用过程中，还需要针对该技术应用中存在的各种问题，及时进行改进，并针对使用该技术的专业人员进行针对性的培训，才能使这项技术在应用范围和深度上越来越完善，所采集到的数据质量更高，在地质灾害监测工作中的应用价值更高。