无人机在地质灾害应急抢险调查中的应用

朱婵莲，姜 啸，焦龙进

（1.镇江市自然资源和规划局京口分局，江苏 镇江 212002；2.江苏省地质矿产局第三地质大队，江苏 镇江 212001）

近年来，无人机因其机动灵活、拍摄周期短、实时性强、风险小、快速获取多角度多层面影像[1]等特点被广泛用于各行各业。地质灾害的发生具有隐蔽性高、突发性强，且发生环境一般较复杂调查难度大，如全部依靠人员进行调查，其工作量巨大、工作时间长而且对调查人员的人身安全造成极大威胁。

将无人机引入地质灾害应急抢险调查，在灾害发生时，可随身携带快速抵达现场，实时多角度飞行获得影像资料，快速对受灾区域进行初步评估，为应急抢险调查工作提供了极大帮助。

1 无人机概况

无人机是无人驾驶飞机的简称，是一种通过无线电遥控设备或者自身程序控制装置进行操作的无人驾驶飞机，能自主飞行或远程引导，通过搭载相机光谱成像仪、激光雷达扫描仪等各种遥感传感器，获取高分辨率光学影像视频激光雷达点云等数据，也被成为“空中机器人”[2，3]。随着科学技术的发展，无人机已被广泛应用于地质测量、航空拍照、农业调查等各个领域，应用市场前景开阔。

近几年通过在无人机上搭载多视角相机，同时从一个垂直、四个倾斜共五个不同的角度采集影像，结合摄影测量的原理和计算机视觉技术新兴起了无人机倾斜摄影测量技术，该技术可对局部重点目标进行高分辨率的航拍和建模，分辨率达2cm，完全满足1：500的测绘精度要求。

2 无人机在地质灾害应急抢险应用实例

受连续强降雨的影响，京口工业园区左湖村毛家湾10号、12号东侧，京杭大运河西侧出现河岸坍塌。灾害发生处一侧为住宅区另一侧为京杭大运河，应急抢险调查工作难度较大。

抢险组采用无人机先行调查，通过无人机搭载高清相机，直观、快速、准确的获取了灾害点影像资料（图1），影像资料直接反映了灾害点全貌和灾害体与受威胁对象的位置关系以及危险程度，技术人员对影响资料进行识别、测量，初步确定河岸坍塌总长度约10m，高差5m～6m，河岸坍塌造成房屋基础悬空，树木倒伏，并使房屋后地面出现裂缝及下挫现象，在连续性降雨、暴雨等条件影响下，坍塌可能加剧，严重威胁毛家湾10号、12号两户居民的人身财产安全。抢险人员结合影像图制定了救援方案和救援路线，迅速撤离受威胁人员，并对影响范围进行应急处置，防止次生灾害造成更大损失。

此次应急抢险工作，因采用无人机作为调查的“先行者”，及时、准确的研判了危险区域和受灾情况，为政府开展救援和地灾应急处置提供了科学依据，最大程度的保障了人民生命财产安全。

3 无人机应用于地质灾害应急抢险的优点

采用无人机进行调查具有以下6个优点：①体积小、运输便利，其响应能力机动快速；②搭载高精度数码设备时，可垂直或倾斜成像，获取真彩色数字影像；③可设置路线，多次获取指定区域的影像资料；④采用专业软件对影像资料数据进行处理，处理速度较快；⑤随着科技的进步，无人机智能化程度不断提升，操作逐渐更简便可靠；⑥成本较低[4，5]。地质灾害发生区域通常地质环境较复杂、恶劣，采用无人机作为调查的“先行者”，可快速获取初步资料，避免了人员直接进入滑坡、崩塌等危险区域调查造成危险。其次，地质灾害危险区域，人员和设备难以迅速进场开展调查工作，采用无人机可快速、高效的获取现场情况，完成初步调查和测量，指导抢险人员规划合理有效的抢险救援方案，从而提高救援的效率，减少灾害造成的损失。此外，还可以初步划定受灾区域，提升灾情评估效率。

图1 河岸坍塌现场影像图

4 无人机使用受限条件

据张翊超等人[6]统计分析，无人机在调查使用中受以下四方面限制：①山区地质灾害发生地大部分都远离机场，但进行飞行前应参考当地地图或者遥感图像，确认最近飞机场的距离，保证安全距离；②距离地面120m以下是国内目前通用航空对无人机视距内驾驶公认的安全飞行距离，对地质灾害特征的拍摄大多不需要距地面120m以上的飞行高度，应尽量保持较低飞行；③对发生在峡谷中的地质灾害，或存在对飞行器通信和GPS信号有影响的干扰源的地质灾害地点，应在飞行之前下载卫星影像图，并保证起飞位置的信号强度；④无人机调查结果受植被影响较大，需要结合现场情况对调查结果进行研判。

5 结论

无人机已被广泛应用于各行各业，其优点和重要性日益凸显。无人机调查作为新兴的调查手段，与传统的人工调查相比，具有快速高效、机动灵活、实时性强、风险小等优点。地质灾害应急抢险调查中可采用无人机调查来提升工作效率并确保人员安全，其应用前景广泛。目前，无人机在地质灾害应急抢险调查中还存在着技术门槛较高和法律法规不完善等限制[7]，相信随着技术的进步，无人机地质灾害调查体系将会逐渐完善[8-10]。