简析无人机低空航测在地质灾害调查中的部分工作

周敏杰

摘要：随着我国经济的发展，科学技术取得了日新月异的进步，无人机航测技术作为目前较为先进的测量技术，不但可以提高测量效率，降低实际测量工作中人工的强度和难度。还可以通过地形测量、三维建模、多光谱遥感、航磁测量等航测手段与传统地质调查工作方法相互结合，解决地质调查实际工作中的诸多科研难题，并形成一系列调查成果。目前我国对无人机低空航测技术的应用已经非常广泛。其中，无人机在地质灾害调查工作中应用有一些特色与优势，它弥补了传统地灾调查的不足，使调查精度和速度都有了质的提升。本文将对无人机低空航测技术的原理和优质展开分析，简要对部分工作内容进行总结。

关键词：无人机;低空航测;地灾调查;应用分析

无人机低空航测系统能够良好的解决这一问题，该技术将无人机作为飞行平台，搭载多类型信息传感器设备获取飞行区域的遥感信息，获取测量数据。无人机低空航测相比于使用卫星航測以及飞机航测来说，操作更加便捷，成本也更低，作业时间短，成像能力强，在小区域内进行地灾调查有着突出的优势。

一、无人机低空航测技术原理

目前的无人机低空航测技术基本都是将无人机作为飞行载体，搭载具有导航技术的CNSS与IMU定姿模块，同时配合了性能较高的数字相机装置，让空中测量得以实现，从无人机的视角将地面的情况进行录入。通过使用计算机软件可以将数据进行统计处理，转化为测量数据，无人机在开展地质调查过程中效率更高，成本更低。其技术优势如下：

（1）对地理信息的数据更新速度非常快，相比传统地质调查技术，无人机技术对地形、天气环境的要求较低，因此采集更高效;（2）无人机技术获得的结果的分辨率非常高，其原因是使用了较为先进的多光谱传感器和数码相机;（3）无人机操作简单、价格相对低廉，并且应用专业软件之后可以直接对获得的影像进行图像分析处理，降低了后期的成本，使得测量效率得以提升[1]。

二、无人机低空航测相关工作方式

（一）控制测量

在使用无人机低空航测之前，应该先对测区进行GNSS控制测量。首先应该确定测量平面，我国测量通常使用1980西安坐标系，而高程选择1985国家高程基准。随后应该对像控点进行设置，像控点应该设置在无人机飞行区域的四个角的位置以及中心位置。像控点设置的标志为两个边长超过一米的对顶点三角形，这能够让航拍影像资料进行清晰判读，像控点应该在坚硬的路面上时，对其使用喷漆标记，土质地面则用白灰。像控点的测量选用RTK的测量方式，每个点独立进行两次测量，选取平均值作为测量结果。除此之外还应该选择代表性的地标，以便开展测量作业。测量数据设置是无人机在地灾调查中的必要环节。

（二）飞行方案

首先应该对航拍的参数进行设定，通常低空测量的比例尺设定都为1：2000，飞行高度相对设定为据地半米，将地面的分辨率设置为20cm;其次应该选择合适的航拍时间，通常上午九点到下午三点之内测量的效果更加准确，无人机飞行前应该对无人机上搭载的设备进行检查，确保电量充足可以正常工作，无人机起飞使用弹射架，逆风起飞;在进行低空航测的时候，航线的方向应该和风向保持垂直关系，控制飞行速度在80km/h，同时保证地面操作站和无人机之间的距离不应大于4km，这样能够保证信息传输顺畅;最后，无人机着陆应该选择机腹着陆的方式，这种降落方式对降落场地有着一定的要求，应该选择一块足够降落的平整软质地面供无人机降落。降落之后应该检查无人机的状况，无误之后进行数据传输 [2]。飞行拍摄是无人机在地灾调查过程中的关键环节。

（三）数据处理

无人机数据处理是正射影像制作最为关键的部分。首先用读卡器把无人机中的照片导入到电脑中，如果发现无人机曝光程度及色彩有较为明显的不一致，应删除明显曝光错误或者有问题的照片。可以删除一些质量有问题的照片（前提是拍摄的照片重叠度足够），但是一定不能使用第三方软件预处理照片，预处理后会使得照片损失原有的信息，例如GPS信息。无人机采集的影像处理可以使用pix4d软件进行。首先应该对数据进行准备，在软件上建立有关工程，将无人机飞行路线以及控制点坐标系统以及坐标进行输入;其次要进行过程参数解密，如果是有控制点则选择以控制点进行平差，若没有控制点则以影像中的地理位置配准，根据定义将参数进行输入，三角测量计算完毕后，选择自己想要的坐标系（比如WGS-84），再提交三维重建项目，开始三维建模过程，这个过程时间较为漫长。之后就是正射影像生成，在CC中继续提交重建项目，此时目的选择正射影像/dsm即可。数据处理是无人机在地灾调查过程中的核心环节。

三、无人机航测在地灾调查中的优势

应用无人机低空航测技术具有非常多的优势，具体可以取得以下成果：其一，通过无人机进行航测作业，可以收集到丰富的地质数据资料，这其中包含了非常多的信息，能够完成对基础地质信息或者灾前、灾后地质环境信息的全面覆盖，通过影像处理，能够对受灾地区进行全面的观测，利用信息指导灾后治理以及群众疏散，具有非常强的参考意义;其二，无人机低空航测获得的结果分辨率非常高，可以对水文、岩土情况以及工程设施建设的高效性进行分辨，再将灾后环境进行综合评判，既可以确定建设是否可行合理，通过对易发灾难地区进行提前调研，可以及时采取纠偏措施;其三，无人机低空航测技术可以实现对缓动地质灾害进行实施动态测量，再结合一些传统的测量方式，就可以完成对地质灾害区域的整体立体观测。

结束语：

无人机低空航测技术在地质灾害调查中起到了关键的作用。我们在地灾调查、地灾治理过程中应重视并充分发掘出无人机在该技术中的积极作用，做好对调查全过程的控制工作。在具体的实践之中，应该确保先制定出可执行的技术方案，在使用无人机进行低空航测时把控好操作细节，处理数据的时候把控好数据分析质量，只有这样才能最大化无人机在地灾调查中的作用。

参考文献：

[1]黄勤，周鹏，张啸翼.无人机低空航测在地质调查中的应用[J].环境与发展，2019，31（08）：101-102.

[2]王玉龙，王建忠，李锦.无人机低空航测在地灾调查中的应用[J].矿山测量，2017，45（05）：39-42.