康凯
[摘 要]在对地质灾害区域进行调查的过程中，传统航拍的方式不仅时效较低，同时空间的分辨率相对较低，从整体的视觉效果方面进行观察得知，其综合效果较差。随着科技的进步，人工智能化水平加强，无人机技术得到了广泛应用与发展，从单纯的军事用途逐步应用于民用及商用，为人们的生活和工作带来了较大的便捷。由于地质灾害对人们生活产生极大的影响，掌握地质灾害发展的真实状况能在一定程度上降低灾害的不良影响。基于此，本文就无人机影像在地质灾害调查中的应用进行分析。
[关键词]无人机影像；地质灾害调查；应用
中图分类号：P231；P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0361-01
我国幅员辽阔，因地质条件不同，有些省份、地区成为了地质灾害高发区。为减少地质灾害对人民生命财产安全的危害，不断创新地质灾害应急测绘技术，用创新的方法为相关部门提供应急办法。传统的测绘方式所提供的信息服务逐渐表现出无法满足突发灾害的应急需要的趋势，需要在新形势下构建应急测绘体系，以保证应急测绘工作的有效性。低空无人机航摄系统被应用于测绘过程中，突出了其灵活机动、高效快速等特点，而且相对于传统测绘方式成本低廉、分辨率高，即便是小区域或者困难地区，都可以快速获取测绘信息。目前，低空无人机航摄系统已被广泛地应用于地质灾害监测工作中。
1 无人机航摄系统简介
低空无人机航摄系统由飞行平台、动力系统、飞行控制系统、遥感传感器以及遥感数据处理软件组成，其核心功能是在小范围内，通过快速的低空摄影，获取区域内高分辨率影像。航摄系统的传感器采用组合双相机的拍摄系统，具有特宽角视野，这不仅可以提高像幅宽度，而且可以满足精度要求，适于大比例尺影像制作和测绘。由于低空无人机航摄系统运行起来比较便利，能够快速到达指定测绘区域，以最短时间获取影像数据，适合在应急情况中进行工作部署与数据获取，能够给地质灾害的应急救灾提供可靠数据。
2 低空无人机航摄系统特点
2.1 集机动性、灵活性、安全性于一身
与传统的测绘技术相比，低空无人机航摄系统更加灵活，基本不受空中管制的影响，也可以基本忽略气候影响，充分体现出了灵活性与机动性，并且能够在恶劣的自然环境下获取清晰影像。应急测绘时，如果航摄设备出现故障，但却只是设备故障，而不会出现人员伤亡等危险情况，可见该航摄系统是具有相当高的安全性的。低空无人机航摄系统具备集机动性、灵活性、安全性于一身的优势特点。
2.2 分辨率高
低空无人机航摄可以弥补卫星光学遥感和普通航空摄影的不足，如拍摄时被云层遮挡等。无人机航摄还能够获得比卫星遥感和普通航摄分辨率更高的影像。此外，低空航摄满足了多角度摄影需求，甚至可以获取到多面建筑物的高分辨率纹理影像信息。综上，低空无人机航摄在克服高层建筑遮挡问题方面也有着积极意义。
2.3 操作简单
低空无人机不需要专门的机场起降无人机，而且即便在轻雾状态下，也可以获得高质量的影像信息。鉴于这一特点，航摄作业的精度和效率都得到了提高，而且简化了操作步骤，可将野外工作转向内业，进而减轻了劳动强度。
3 无人机影像在地质灾害调查中的应用
3.1 快速影像测绘
在采用无人机遥感技术时，由于其和传统测绘方式相比，最大的特征是具有灵活机动的飞行特征，无人机的飞行速度较快、重复周期较短，能在短时间内实现所要拍摄的图像，同时能达到短周期内重复进行拍摄，应用这样的检测方式对地质灾害发生地区产生的影响相对较小，能起到对灾情动态检测的作用。辟如，六旋翼无人机在鲁甸地区地震中的应用，拍摄的速度为72次/s，拍摄的精度高达40mm。由于无人机的可操作性较强，参与操作的人员只需要在短时间内进行专业的培训，便能开展正常的测绘工作。对地震灾区进行无人机测绘的结果如图一所示。从测绘效率的角度得知，在测绘活动开展的第一次飞行的7min内，完成测绘的面积为100000m2；从测绘精准度的角度而言，精准度达到40mm，通过对图片的观察能清楚地看到树木的纹理分布；依据测绘可视化的角度，处理并合成的影像数据可以从电脑上清楚地看到地质灾害区域的俯视图和仰视图，从不同角度访问全面地了解到灾区的真实状况，这对灾情影响范围的控制和救援工作的开展提供了切实可行的参考。又例如：2015年8月12日，天津滨海新区一集装箱码头发生了剧烈爆炸，爆炸事故最后造成了165人死亡，失踪8人，图1是一副新华社新闻无人机队在天津爆炸后用无人机在爆炸现场拍摄的一组照片之一。因为爆炸现场当时存放了数量庞大的危险化学品，经过爆炸，现场空气内弥漫着大量的有毒气体，所以救援机构并没有采用传统的人工采集图像手段，最后，山东总队8架消防无人机对爆炸现场进行了第一次地拍摄，获得了宝贵的高空、高清灾害现场图像，为后续救援力量提供了救援数据。无人机航拍主要是通过快眼系统，采取高分辨相机，对地质灾害发生或者预测发生的地区进行遥感影像拍摄。在飞行的途中，通过数据传输的方式，让后方机构能够快速获取灾害现场第一手资料，保障了灾害的救援力度能够快速有效地展开。
3.2 航空影像后期处理
在获取的航空影像飞行质量基本满足了航测成图的要求后，对航空影像利用VirtuoZ。数字摄影测量工作站制作试验区的数字正射影像图。具体是通过在像对上量测一些地面控制点，并运用数字摄影测量工作站生成该像对范围内的数字高程模型，然后对影像进行倾斜误差改正和投影误差改正，从而生成各单模型的数字正射影像图。然后将多个数字正射影像拼接在一起，并进行图像匀光处理后，按照一定范围裁切出来的影像就是数字正射影像图。
空中三角测量是航空影像后期处理的关键步骤，它利用少量地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标。AAT模块除半自动量测控制点之外，其它所有作业都可以自动完成。PATB光束法区域网平差程序具有高性能的粗差检测功能和高精度的平差计算功能。
4 无人机影像技术未来发展前景探究
在先进科学技术的支持下，无人机影像技术得到较好的发展与应用，在地质灾害监测中，由于其自身具有灵活和精准度高的特征，在未来的发展中强化软件性能在很大程度上提升测绘的技术。硬件方面，无人机自身飞行具有稳定性、抗逆性，影像拍摄的频率得到很大的提升。从而提高影像获取的硬件支撑能力，尤其是在空间分辨率方面和对不良天气的抵抗力方面能得到适当的提升。对无人机硬件方面的改良主要是为了获取高精准度和低噪点的影像与数据，进而节省后续对图像处理的成本和时间。对于软件开发方面，最主要的发展方向是研发抗干扰能力和数据加密技术能力的提升。
结束语
近几年，我国的自然灾害频繁发生，造成了一定程度的损失。这就要求在灾害出现的过程中，提高救灾的质量与效率，并对灾区的信息进行及时、准确的反馈，以此来保障救援工作的顺利进行。无人机影像技术则是对该状况进行有效的解决，以其自身的优势在灾害中得到广泛的应用，从根本上提高了灾害救援的效率与质量。
参考文献
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