摘要：地质灾害对社会造成的影响是巨大的，严重威胁着人民的生命财产安全，利用现代技术加强对地质灾害的调查、监测和防治，成为该领域一项重要的研究课题。本文对无人机遥感在应对地质灾害中的应用进行了分析探讨。
关键词：无人机遥感技术；地质灾害调查；应用
无人机遥感融合了无人机飞行器技术、遥测技术、遥感技术、数据传输技术、GPS定位技术等一系列现代技术，使其能自动化的获取大量的空间信息，并实现对信息的数据处理、建模和应用分析。具体来说，无人机遥感技术通过无人机空中平台，利用遥感传感器获取大量的空间信息，通过计算机对图像信息进行处理，按照标准的精度要求制成图像。随着无人机遥感技术的不断发展，已经研发出针对不同行业应用不同品种及功能的无人机遥感系统，在各领域发挥着重要的作用。
1无人机遥感系统
1.1无人机遥感系统的构成。无人机遥感系统分为三部分，地面部分、空中部分、数据处理部分组成。地面部分包括航迹规划、地面控制和显示三个系统，空中部分包括空中控制系统、传感器系统、压缩系统和无人机平台。航迹规划系统的功能是根据飞行要求、飞行器的性能和飞行作业区的特点规划空中飞行器的航线，然后将规划航线向地面控制系统和空中控制系统传送，并对飞行的航线轨迹进行控制；传感器系统包括CCD数码相机、磁测仪、合成孔径雷达等，有多种种类，主要功能是获取遥感影像。这几种设备中要等，感光度和色彩深度比较好的时CCD数码相机，而且载片量大，所以在地震灾区采用的较多。借助遥感器获取遥感影像，再通过飞行平台和地面控制系统完成影像的传输和处理。其中的数据压缩和解压缩系统，能较好的实现数据实时传输。数据后处理部分承担着加工影像数据和提取有效信息的功能。通过遥感系统各部分功能的充分发挥，较好的实现了地质灾害监测的功能。
1.2无人机遥感系统技术优势。首先，无人机自动化程度高，机动快速，升空和飞行速度很快，按照预定的飞行航线能快速到达监测区域，既使脱离人的视线范围，也能按照预定航线飞行，对航线有着较高的精度控制，而且操作方便，能拍摄高精度的影像，快速获得遥感监测的结果；其次，智能化程度高，有自动检测和修复故障的功能，并且操作手法简单易行，只要经过短期培训便可自行操作；三是无人机的摄像设备覆盖面积较大，拍摄的图像分别率较高，能达到分米级。而且成本不高，维护保养都十分简便。
2地质灾害遥感监测
随着地质灾害的频发尤其是滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，极易造成较大的人员伤亡和财产损失。因此在地质灾害预测中应用了如裂缝报警器、滑坡伸缩仪、高精度GPS等监测仪器，但由于地质灾害的突发性和不可预知性，使仪器监测的准确性和目的性有所降低。再加上专业监测仪器应用费用成本较高，限制了大范围的推广和应用。无人机遥感系统的出现，避免了这一难题，不仅成本低廉，又以其覆盖面大、图像清楚、智能化程度高等优势，在地质灾害监测与预警方面被广泛应用，发挥了较高的实用价值。无人机遥感系统通过遥感器获取多光谱数据，在校正后便形成数字高程模型和正射影像图，为地质灾害的监测和分析调查提供准确可靠的参考。经过对所获取的监测数据的对比和分析，从中发现地质灾害的隐患。对于地形复杂、人力难以到达的区域，利用无人机可以实现对地质灾害的监测。令外，无人机遥感系统通过高精度合成孔径雷达干涉测量技术和激光雷达技术，可以得到高精度的数字高程模型，实现对地形变化、地面沉降、滑坡体变形等地质的分析和监测，较好的促进了地质灾害监测工作的发展。
3无人机遥感技术在地质灾害中的作用
发生地质灾害后人员很难第一时间到达灾区，灾区的情况信息成为事故救援的重要参考，无人机遥感有着很低的起降条件，能够在任何条件下灵活自由起飞，迅速到达事故地点区域，快速的获取地面数据的特点，为地质灾害救援提供有益的参考信息。简单地说，也就是当灾害发生后人员无法短时间内到达灾区的情况下，无人机遥感技术就可以到达灾区获得灾区的影响资料，能通过遥感器短时间内获取精确遥感图，对地面同步进行数据处理，进行数据的实时传输。无人机在地质灾害中充分发挥着以下作用：提高灾情监测能力；提供准确灾情数据；监督灾后重建情况；增强预警监测水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机遥感系统的多种传感器容易适应各种复杂的气象条件，多光谱数据能将现场状况真实的显示出来，微波遥感摆脱云雾影响，红外传感器不受夜间限制，高清影像能确保在第一时间传输，然后通过对遥感数据的分析和评估，为灾区救援提供有益的参考和帮助。
4无人机遥感系统在地质灾害监测工作中的应用
4.1工作流程。灾害第一时间确定受灾位置，搜集灾区资料，分析飞行条件→进行航线规划，规划飞行高度、航迹，地面建立信号传输架→航线信息输入控制台，无人机按预定航线飞行 →通过地面控制系统实现自动化飞行、拍摄→遥感影像通过传感器、无人机平台及地面控制站传输→通过显示装置显示→拍摄完成后自动关闭遥感设施，按预定航线返行、降落→通过数据处理软件对影像资料实时处理分析。
4.2飞行质量的分析。飞行器平稳着陆后会将飞行数据下载到地面的控制站，利用分析系统建立飞行航迹三维图像，并科学的控制误差分析曲线。根据航片曝光位置、姿态数据、、影像。可以对航片的清晰度、航线的直线性、航片比例尺一致性、航片的外方位角元素是否超标、航向旁向重叠是否合格等进行科学的检查和分析，查看航摄质量，对不合格的航片剔除并现场补飞。无人机飞行工作中有两个问题需要引起注意。一是因为无人机摄影平台的飞行姿态很多时候存在抖动情况，会造成所拍摄的影像模糊、清晰度不高的现象，需要有效保证摄影平台的稳定，才能提高影像的清晰度。二是无人机摄影平台拍摄影像时，相机曝光会有一定延迟，导致航线间影像重叠度不高，可以采取有效方法提高像机曝光时间，确保不同航带间获取影像时的曝光能达到同步，使航线间影像重叠度达到六度重叠。
4.3航空影像的后期处理。 当航空影像飞行质量满足航测成图要求时，利用VirtuoZ软件对航空影像进行分析。并通过数字摄影测量工作站制作试验区的数字正射影像图，生成该像对范围内的数字高程模型，改正影像的倾斜误差和投影误差，得到各单模型的数字正射影像图。多个数字正射影像拼接并进行图像匀光处理后，按照一定范围裁切从而得到数字正射影像图。需要指出的是，空中三角测量是航空影像后期处理的关键，通过少量地面控制点，实现对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进行计算分析。
4.4无人机遥感地质灾害调查意外预防。 无人机在航拍工作汇总，难免会出现拍摄失效或飞机飞行过程中因意外故障坠落现象。因此要做好此方面的预防工作，要进行定期的设备检查，特别是飞行之前相应检查必须按照规范标准严格进行，比如相机、飞机硬件等，要做到凡飞必检，并定期保养维护，确保无人机始终处于一个正常的工作状态。如果遇到意外事件发生，要按照事先制定的应急预案，从容的、有效的采取措施应对。可建议对无人机增加黑匣子装置设计，以在出现意外坠落时能借助无线探测设备搜寻黑匣子，迅速找到失事点，最大程度的降级损失。
5结语
无人机遥感系统的机动性、灵活性和智能性，为地质灾害的调查、监测、预警和评估，发挥了重要的作用。无人机通过高分辨率的传感设备，能获取高精度的遥感影像，在灾害应急监测中发挥了独特的优势，为地质灾害的监测和灾害救助工作发挥了关键作用。随着科学技术的日益进步和完善，无人机遥感技术也必定会不断地改进和创新，更好的在地质灾害调查以及环境监测中发挥出高效的作用。
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作者简介
李维宁，(1981—)男，汉族，工程硕士，助理工程师，技师，主要从事应急装备管理，应急信息系统管理，无人机在应急救援中的新技术应用等工作。
论文作者:李维宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：无人机论文; 遥感论文; 地质灾害论文; 影像论文; 航线论文; 地面论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第34期论文;