无人机在地质灾害中的应用现状

王佳宝

【摘 要】伴随着科学技术的快速发展，我国无人机遥感技术正在慢慢进入各行各业，发挥了巨大的经济效益。除此之外，无人机的安全可靠和灵活机动等特点也使得它们在地质灾害中起到了非常大的作用。四川雅安地震、天津滨海新区仓库爆炸案等等，无人机遥感技术正受到越来越多人的关注和应用。本文从四个方面对论题进行研究，分别是无人及现状、无人机在地质灾害中的实施方法、无人机在地质灾害中的优缺点和无人机当前应用实例。

【关键词】无人机；地质灾害；监测；测绘

1 无人机现状

无人机，全称为无人驾驶飞机，种类繁多，包括固定翼机、无人飞艇机等等，无人机最主要的特点便是不需要人为驾驶便可以在复杂的空间环境中完成飞行任务，从某种角度而言，无人机又可以被称之为“空中机器人”。我国无人机发展的热潮时期为2006年至2010年这四年间，在这四年间，我国国内出现了大量的民用小型无人机公司，无人机产业已经踏上了快速发展轨道。当前，我国出名的无人机公司有大疆创新企业，国外著名的企业有Parrot和3DRobotics，三家企业中，大疆创新企业或许在国内没有多少人知道，但是在美国硅谷，大疆创新企业却是能够和苹果公司相提媲美的知名企业，由此可见，我国无人机产业在世界舞台上也是能够起到龙头作用的。步入2015年以来，我国无人机产业便快速延伸至各行各业，互联网、农业、重工业、钢铁、环保等等，而本文讨论的则是无人机在地质灾害中的应用。

2 无人机在地灾中的实施方法

当前，无人机在地质灾害中的实施方法主要分为以下几点：

首先，航拍影像。

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。

其次，航空影像处理。在无人机对灾害现场进行拍摄之后，后方数据处理人员还需要对传回来的航空影像进行进一步的处理，目前国内应用较为广泛的是DPGrid航测处理软件。处理过程为：第一，用专业图像调整软件将传输回来的航空影像资料进行重新搭配；第二，使用ArcGIS软件对搭配好的影像资料进行进一步的加工，进而输出到平台上。

最后，遥感解释。在处理好航空影像之后，还需要将这些影像资料和地质灾害发生的区域实际情况进行对比比较，按照实际要求，对该地区发生的地质灾害进行详细的评价。其流程是航片预处理、分析资料、人机交互结合进行遥感图像初步解释、外业复核、详细解释修正初步解释成果和综合分析解释成果进而输出。

3 无人机在地灾中的优缺点

无人机在地质灾害中应用的优缺点主要从以下几方面分析：

第一，优点。无人机在地质灾害中的优点有几点：首先，无须驾驶员，机体小型化，飞机重量小，基本成本低；其次，全天候、全时段操作作业，适合危险作业，能够减小人员伤亡；然后，能够适应一些恶劣的飞行环境，只要遥控人员稳定，那么无人机的留空时间将不会受到多大的影响；最后，在维护方面，无人机的维护因为无人机的构造比较简单，所以维护成本低，训练成本也相对较低，操控员只需要学习相关的理论知识和应用知识便能顺利操控无人机。

第二，缺点。无人机在地质灾害中的缺点有几点：首先，无人机在飞行途中容易受到无线电和其他人员因素的干扰，一旦产生强烈的电磁干扰，那么无人机的飞行就会发生重大事故；其次，一旦需要测量数据较大或者传输数据受到干扰的时候，无人机的系统便会产生一定的延迟性，这将会拖延救援黄金时间。

4 目前应用实例

2015年5月，位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州的公格尔九别峰北峰冰川发生了冰川滑坡地质灾害。对此，在得到相关方面方面的申报后，中国新疆生态研究所立即开展地质灾害调查工作，其中最主要的工作便是派遣无人机调查小组进驻冰山滑坡发生地点，东侧山谷进行航拍。此次航拍高度为3400米-7000米，航拍机型为国内较为常用的两款无人机，FREEBIRD和QC-1型号。无人机在进行6次飞行任务之后，顺利完成任务，测土总面积达到了18.2平方公里，图象分辨率提升到了20cm。

图2为冰川滑坡整体航拍效果图，图3和图4是东侧山谷畜舍和民居房屋受损航拍图。经过整理，受损房屋一共为149处，被地质灾害完全破坏的民屋有12处。受损房屋多数集中在冰川滑坡的左侧区域，从图2和图5中都可以看出，发生冰川滑坡灾害的区域主要在左侧冰川区域，冰川冰体受损严重，没有出现冰面湖的现象；较之左侧，冰川右侧冰体保存良好稳定。在经过高分一号卫星的相关数据结合后，新疆生态所对这一次冰川滑坡的原因进行了归纳：

主要原因是冰川滑坡灾害发生后，左侧冰川的下滑遇到了一些阻碍，中下部的高度开始快速提升，促使原本低于岸边房屋的冰川一下子超出了冰渍岸70米，由此引发了倾倒现象，冰块和石块的掉落促使岸边的一些民居房屋严重受损，除此之外，在隆起的冰川中下部位置形成水流冲击，再次造成了3次次生灾害，最后判定此次冰川滑坡为比较严重的地质灾害事件。

得到相关的分析后，新疆生态所立即对当地的生态系统进行了相关的调整，在相关地点构建监测系统，完善预警体系，切实有效地保障了人民的生命财产安全。

5 结论

近年来，随着我国科学技术的不断增长和革新，无人机技术也在发生日新月异的变化。在这种发展背景下，我国地质灾害中无人机的应用一定会越来越广泛，但是其中存在的一些问题例如：电磁干扰防御能力弱、特殊地质灾害飞行环境适应能力差等等都需要我国相关科技部门的注意和改善。我们可以相信，在未来的地质灾害救援中，无人机的扮演角色作用将会越来越重要。

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[责任编辑：王楠]