引入小型无人机遥感的地质灾害现场勘查的关键技术以及设计方法

吴志强

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队，贵州 黔东南苗族侗族自治州 556000）

小型无人机遥感技术的优点十分明显，并且其系统具有较强的实时性，在具体应用时较为灵活，在运行过程中风险较小、成本低，并且系统的结构较为简单，在近几年，此技术得到非常快速的发展，以目前情况来看，此技术在地质灾害以及抢险救灾工作中已经得到了大幅范围的推广以及应用，已经成为不可或缺的应用技术。

1 小型无人机遥感的作用

将此技术应用于滑坡应急治理工作中，可以对勘查工作以及制图设计起到非常重要的作用，在繁琐的地形测量工作中，小型无人机遥感技术的应用，可以使工作简单化，根据事实表明，在应用GPS技术以及地面控制点的配合后，在飞行高度二百米以内的小型无人机，便可以得到分辨率较高的DSM以及DOM。一般来说，施工的设计图纸的比例为1:200以上，那么小型无人机探测所得到的图像会超越普通施工设计图纸水平，对施工现场的勘查监察工作起到协助作用。在一些技术人员无法到达的区域，可以使用小型无人机进行探测，为施工人员提供准确的判断，可以绘制工程线路，并且合理布局[1]。

2 关键技术方法

小型无人机遥感系统。无人机机遥感系统，是由地面控制以及飞行平台两个部分组成，地面控制是由数台电台以及监控站发射机等部分构成，飞行平台则是由飞行控制系统遥感传感器等结构组成的，小型无人机的多功能，可以使操作较为简洁，随着遥感技术的提高，可以在固定位置悬停，提高图像收集的准确度，而飞行路线以及图像处理技术使用的是惯性测量以及IMU系统的动态差分GPS技术，航空遥控传感器使用的数码相机为普通家用数码照相机。像素在一千八百万以上，可以将拍照平台进一步的稳固，但是此无人机的缺点为电池续航能力较短，对于小规模的滑坡，可以一次性满足调查需要，但是对滑坡较大的山体滑坡，需要数次飞行才可以调查清晰[2]。

在应用中小型无人机遥感技术时，在实施过程中可以分为四个步骤，室内准备、全面处理、快速处理以及现场作业等，每个步骤的流程如以下：

①室内准备，在室内准备过程中可以提高现场作业效率，其主要的任务便是对系统进行充电，对当前所要勘查的滑坡进行行情初步规划，减少在现场规划时间，并且对系统进行初次的检查，避免在操作现场中出现无法解决的故障问题。

②现场作业，在无人机工作中，需要满足快捷高效的特点，满足上述特点的同时还应该以安全工作作为前提条件，在正式工作前需要确定现场环境，然后根据实际环境，确定无人机的调查方案分为自动调查以及手动调查两种，其中大部分的情况下，应当采取自动调查方案，充分利用无人机的GPS信息，使系统可以按照既定的航线开展自主飞行拍摄，此种方式不仅具有安全可靠的特点，也可以提高拍摄质量，在深山等没有GPS信号的区域，由于信号不稳定，则需要使用手动调查的方式，通过手动操作的方式对当前调查区域进行飞行与拍摄工作，这种方式的安全性以及拍摄质量较低，但是更加快速灵活，当灾害范围较小时，可以应用此方案，除此之外，无论是哪种调查方案，在飞行前应当设置相控点，然后通过控制测量的方式，得到精确度较高的三维坐标，提高后期成果精确度。

③快速处理，在现场作业完成后，需要对所拍摄到的照片，在现场进行快速处理工作，生成分辨率较低的的照片以及三维模型，帮助现场开展快速决策，使无人机遥感技术的快捷、高效的特点得到体现。

④全面处理，设计应急处理方案是实施应急处理的重要依据，根据当前地形以及正射影像等数据，对照片进行高精确度的处理，此处理过程需要在数小时内完成，需要处理能力较为强大的计算机，因此此阶段的处理需要在室内进行，在实践过程中，进行应急勘查时，施现场作业以及快速处理是最为重要的环节，现场作业一般情况下，可以在一个小时内完成。快速处理则取需要半个小时便可处理完成，在应用小型无人机传感系统后，可以在极短时间内获得当前滑坡的正射影像数据，提高应急处理效率。

3 关键技术的设计方法

3.1 像控点的布置以及测量

由于无人机的GPS系统精确度有限，因此需要提高精确度，在滑坡应急现场作业中，除完成无人机的拍摄工作外，还需要对像控点进行布置以及测量像控点的选择，布置时应该使用以下的方式，在滑坡周围确定。无人机所收集到照片上可视特征点，例如公路房屋等，此类像控点可直接使用，在没有直接可辩证的区域，应当在地面设置可分辨的辅助标志，作为像控点位置。像控点的位置数量一般设置在三至五处，保证分布的均匀性，并且需要注意的是像控点的布置应当在采集照片之前完成，保证照片上可以清楚的体现像控点。

3.2 航线规划

在自主飞行拍摄模式中，需要进行航线规划，合理的航向规划可以保证飞行过程中的安全性以及可靠性，使照片的质量得到保证，规划可以分为室内初步规划以及现场详细规划两部分，其中室内初步规划可以根据实际情况省略，而后者需要在正式飞行前在检查无误后才可进行，飞行控制系统中对滑坡灾害进行调查时，对当前范围进行针对性的分析与策划，是提高实施效率的重要保证。

4 结语

在科学技术的飞速发展中无人机可以在较低经精确度的摄像仪器的作用下拍摄地面上的高清影像，所需要的相机仅是普通数码照相机即可，通过小型的无人机便可以进行摄影的测量，最终得到当前地域的高清地形图以及高精确度的三维模型，但是在应用过程中，仍然存在硬件以及续航等方面的缺陷，需要在今后的发展中得到解决。