浅析无人机遥感系统在应急测绘中的应用

项阳

摘 要：近年来自然灾害频发，应急测绘作为获取灾区第一手资料的重要手段，其重要性不言而喻，传统测绘作业效率低下、数据获取速度慢，无法满足应急测绘要求。利用无人机灵活机动、受天气和地形限制小等特点，应急测绘人员能够利用无人机遥感技术在最短时间内，最大限度深入到灾区进行航拍，快速获取灾区大量现势遥感影像，可以有效解决应急测绘目前面临的问题。本文通过对无人机遥感技术获取与处理应急测绘数据过程的研究，结合无人机遥感在地质灾害、森林火灾中的应用说明了无人机遥感在应急测绘中的独特优势。

关键词：无人机遥感技术;应急测绘;地理信息

引言

近年来，各类自然灾害事故频发：如2008年雨雪冰冻灾害、“5·12”汶川特大地震、2010年“4·14”玉树地震、2013年“7·10”山洪泥石流、2021年5月21日云南大理州漾濞县地震等，应急测绘的重要性也日益突出。但采用传统测绘方式获取应急地理信息数据周期长，处理时效慢，无法满足应急测绘任务需求。遥感是一种快速无接触获取灾情的有效技术手段，以无人机为平台的遥感监测技术，能够快速、灵活的深入灾区，弥补了卫星遥感和航空遥感在观测精度和时效性上的不足，为应急测绘保障技术提供了一种新的解决方案。

1 无人机遥感系统概述

无人机遥感系统是一种以无人机为平台，能够搭载多种成像或非成像传感器载荷，飞行高度在几公里之内的能够获取遥感数据的无人遥感与摄影测量系统[1]。该系统主要由：无人机飞行与控制系统、有效任务载荷和地面保障系统组成[2]。其中，无人机飞行与控制系统包括飞行器平台、飞控系统、推进系统、数传系统（机载部分）、起降系统（机载部分）;有效任务载荷主要包括高分辨航空相机、小型合成孔径雷达等;地面保障系统包括起降系统和数传系统的地面部分、地面监控系统、其他辅助设备以及相关后勤人员等。

2应急测绘的特点和主要存在问题

2.1应急测绘特点

应急测绘[3]是应对突发事件的基础工作，其主要任务包括“天-空-地”多源数据获取、传输、处理、灾情信息提取、灾区专题图制作、应急测绘信息产品分发与服务等基本内容[4]。应急测绘的主要特点主要有：

（1）任务的突发性

由于应急灾害事件的突发性，应急测绘任务也具有突发性，在接到应急测绘任务后要立即制定计划，及时开展测绘工作。

（2）多部门协同工作

为完成应急测绘工作，必须要与多部门建立良好的沟通协调机制，加强各部门之间数据共享与资源协调，保证应急工作的顺利进行。

（3）成果要求多样

根据应急情况的具体需求，除传统DEM、DLG、DOM产品外，还包括专题地图、三维模型、点云数据等。

2.2应急测绘存在的主要问题

目前，为达到应急测绘要求，相关部门通常通过增加人员数量、延长工作时间来满足要求，应急工作的准备不足、时效性差等问题日益突出，主要问题[5]包括一下几个方面：

（1）应急测绘设备效率差、性能不足

高效的数据获取和处理能力是对应急测绘装备的基本要求，目前大部分测绘设备主要以精度主要目标，在数据采集过程中，设备操作步骤繁杂、效率低下，导致数据采集速度慢，效率低，无法满足应急测绘对时效性的要求。

（2）缺乏实时数据采集与处理能力

应急测绘的核心要求是响应速度，要求较短时间内，获取受灾区域高质量地理信息数据为决策分析提供数据支撑，而现阶段在测绘数据采集完成后，需要较长时间的数据处理过程，无法达到实时处理的程度，任务效率难以满足要求。

综上所述，在面对应急测绘任务时，迫切需要一种能够快速响应、适应恶劣作业环境、快速获取目标区域数据并能生成所需地理信息产品的成套技术来服务于应急测绘，而无人机遥感系统以其特有的优势，能够满足应急测绘的要求。

2.3 无人机遥感技术在应急测绘中的应用

2.3.1 在地质灾害中的应用

当发生地质灾害时，灾害现场的第一手数据对后续应急工作的开展极为重要。无人机遥感系统能够快速起降，迅速获取现场的正射影像、地面高程模型以及热红外等数据，可以迅速、直观的确定灾害体位置、破坏面積、道路情况，为编制救援方案提供依据[6][7]。

无人机能够快速进入灾区，完成灾区情况的测绘工作，帮助救援人员快速掌握灾区最新情况。无人机遥感系统生产的高清正射影像和DEM数据，与发生灾害事故前期的遥感影像进行叠加，可以快速评估受灾区域大小、周围设施、房屋等情况，及时确定潜在危险区域，为救灾提供精准的数据支撑。

2.3.2 在森林防火中应用

当发生森林火灾时，搭载热红外相机的无人机遥感系统能够获取到茂密枝叶下掩盖的林火，辅助确定燃烧方向和过火面积，地面控制中心可快速掌握森林火灾情况，迅速做出对应处理措施[8]。同时，也可部署无人机对重点区域进行全天候巡视，实现自动报警、实时回传异常区域数据情况，可有效弥补地面监控系统盲点。该系统成本低廉、维护方便，具有独特的优势。

2.3.3在地震灾区中应用

发生地震后，灾区道路受损情况直接关系到后续救援速度。利用无人机平台高效的作业效率，无人机遥感系统能够在灾害发生后，第一时间获取震后灾区的DOM数据，并结合震前数据综合分析，对灾区道路受损情况进行快速评估，同时结合DEM数据，提取地形因子数据，计算道路损毁区域的土方量，建立灾后三维数据模型，对道路损毁类型、长度进行计算，为损毁道路的抢修提供依据。

3 结语

本文通过讨论无人机遥感系统在应急测绘中的应用流程，分析了无人机遥感的优势与应急测绘工作的特点和存在问题，指出了无人机遥感系统在应急测绘中的优势。应急测绘工作责任重大，任务艰巨，且对时间要求比较严格。可搭载多种载荷的无人机遥感系统能够快速、灵活的获取灾区遥感数据，提供丰富的数据产品多方位满足应急救援的数据需求，并能在现场快速处理，生成灾区现场地理信息数据，能够显著提升灾害现场监测与评估效率，为灾后应急部门现场指挥、提高资源调度效率提供支撑，为打造灾情“天-空-地”一体化的数据获取能力提供技术保障，能够保证应急测绘工作的高效开展。

参考文献：

[1]李德仁，李明. 无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J].2014（05） 39-5.

[2]晏磊，廖小罕，周成虎，樊邦奎，龚健雅.中国无人机遥感技术突破与产业发展综述[J] .2019（04） 21-4

[3]徐洪根，钱玉国.浅谈无人飞机航摄系统在应急测绘中的应用[J].江西测绘.2012（1）：14-17

[4] 赵勇，刘万增，李然，朱秀丽，翟曦.新时代应急测绘保障技术体系框架设计[J].武汉大学学报（信息科学版），2020，45（08）：1312-1318.

[5]曹振宇. 自然灾害应急测绘信息服务机制与方法[D].武汉.武汉大学，2014

[6] 朱庆，曹振宇，林珲等. 应急测绘保障体系若干关键问题研究[J]. 武汉大学学报·信息科学版.2014（05） 39-5.

[7]李超.四旋翼无人机在云南应急测绘保障中的应用[J].地矿测绘，2015，31（3）：31-33.

[8] 汤建国，胡传文，王玲等.省级应急测绘保障服务体系研究[J].测绘通报，2014（ 7） ： 94-96.

（江门市国土测绘大队，广东 江门 529000）