隨著人口的增長(zhǎng)和人類工程經(jīng)濟(jì)的加劇，地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題日漸嚴(yán)重，危害著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全與經(jīng)濟(jì)建設(shè)，如何快速全面地監(jiān)測(cè)地質(zhì)環(huán)境成為當(dāng)前頗為緊迫的問(wèn)題。為提高廣東省地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)能力，為探索復(fù)雜地形地貌環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的新途徑，為防災(zāi)減災(zāi)提供更加可靠的影像數(shù)據(jù)，廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站一直致力于發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù)，推動(dòng)無(wú)人機(jī)參與地災(zāi)應(yīng)急調(diào)查，使無(wú)人機(jī)空天一體化智能分析技術(shù)更好服務(wù)于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)。
無(wú)人機(jī)航測(cè)是以無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái)搭載傳感器設(shè)備獲取地面信息的遙感方式，利用它可以靈活快速的獲取高分辨率、大比例尺和高現(xiàn)勢(shì)性的遙感影像，結(jié)合遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析技術(shù)方法，能夠完成地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救援和災(zāi)情評(píng)估任務(wù)，為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與救援方案的快速制定提供準(zhǔn)確依據(jù)。本次采集數(shù)據(jù)來(lái)自多旋翼無(wú)人機(jī)，進(jìn)行五個(gè)方向傾斜攝影，得到數(shù)百?gòu)埖母咔逭掌螅ㄟ^(guò)地面軟件三維建模后，合成場(chǎng)地實(shí)景。
無(wú)人機(jī)構(gòu)造
無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是飛行平臺(tái)系統(tǒng)，地面控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)，機(jī)載電子設(shè)備和任務(wù)載荷構(gòu)成飛行平臺(tái)系統(tǒng)，地面站設(shè)備以及軟件組成地面站系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則由數(shù)據(jù)處理設(shè)備以及相關(guān)軟件構(gòu)成。
無(wú)人機(jī)航測(cè)優(yōu)點(diǎn)
高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)獲取能力、機(jī)動(dòng)快速的相應(yīng)能力、操作簡(jiǎn)單可靠、成本低，可以在云層以下飛行。能夠獲取高重疊度的影響，增強(qiáng)后續(xù)處理的可靠性。系統(tǒng)集成度高、便于攜帶、轉(zhuǎn)移方便?？商峁┒嘟嵌?、高分辨率影響，還能避免地面遙感工作范圍小、視野窄、工作量大等因素。
應(yīng)用成果
1
在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用
本項(xiàng)目災(zāi)害點(diǎn)位于廣州市從化區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)邊坡寬約60米、高約25米，坡度約30°～40°。邊坡巖性為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，上覆殘坡積粉質(zhì)黏土。該邊坡曾于2015年發(fā)生滑坡，滑坡前緣寬約60米，后緣寬約50米，斜長(zhǎng)約50米，滑坡體平均厚度約8米，方量約3萬(wàn)立方米，后緣滑壁下錯(cuò)約2米，滑坡前緣有滲水現(xiàn)象?；潞缶壱?jiàn)一條長(zhǎng)約50米，寬約0.2～0.5米的裂縫，滑坡體上樹(shù)木歪斜。受近期強(qiáng)降雨影響，6月9日下午3時(shí)左右，在滑坡體坡面上發(fā)生小規(guī)?；谱冃?，總方量約0.2萬(wàn)立方米，滑坡體堆積于坡面。本次滑坡未造成人員傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失輕微，威脅坡下22戶109人的生命財(cái)產(chǎn)安全，屬大型滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患。
目前，該滑坡體前緣出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，如再遇強(qiáng)降雨，大量雨水入滲，起軟化和潤(rùn)滑滑動(dòng)帶的作用，容易再次引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，威脅坡下居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
此次無(wú)人機(jī)航拍區(qū)域主要為該處滑坡及其周邊影響受影響的建筑物及居住人口。無(wú)人機(jī)主航線條數(shù)8條，飛行高度約200m，航線長(zhǎng)度約3km，飛行區(qū)域面積約34HA。獲取地面分辨率為0.55m的影像約500幅。覆蓋該處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。本次航測(cè)像片航向重疊80%。能夠滿足重建模型數(shù)據(jù)需要。
利用0.2m無(wú)人機(jī)高分辨率影像數(shù)據(jù)，基于ContextCaptureSetting任務(wù)序列設(shè)置生產(chǎn)需要的空三，采用ContextCaptureSceneComposer編輯場(chǎng)景，獲取了該區(qū)域地表三維模型，驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)快速建立三維地表模型的可行性。ContextCapture平臺(tái)支持下，基于多張傾斜攝影的無(wú)人機(jī)影像自動(dòng)提取建筑物表面紋理，從而避免大量的實(shí)地考察工作量，降低工作強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，更重要的是實(shí)現(xiàn)三維重建的真實(shí)紋理。
無(wú)人機(jī)航拍圖像
無(wú)人機(jī)三維傾斜攝影構(gòu)造模型
2
在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用
地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，對(duì)救援工作最重要的資料就是災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)第一手調(diào)查數(shù)據(jù)，及時(shí)對(duì)災(zāi)害發(fā)生情況、影響范圍，受困人員與財(cái)產(chǎn)，交通情況與潛在次生災(zāi)害的調(diào)查能夠?yàn)楦咝Ь仍侠硖峁┘夹g(shù)支持。但是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查承受次生災(zāi)害傷害，常規(guī)調(diào)查速度慢、精度低，限制了地質(zhì)災(zāi)害救援對(duì)時(shí)效的高要求。無(wú)人機(jī)對(duì)起降條件要求低，靈活起飛，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)高清視頻實(shí)時(shí)傳輸，在第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)詳情。這些均為救援、災(zāi)情評(píng)估和災(zāi)害排查等工作提供技術(shù)支持，確保應(yīng)急工作高效快速展開(kāi)。
無(wú)人機(jī)遙感在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用愈加廣泛，通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感影像識(shí)別與解譯，查明地質(zhì)災(zāi)害分布特征與危害程度，為監(jiān)測(cè)治理提供依據(jù)，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供技術(shù)服務(wù)。提高了工作效率，提升了科技含量，取得了較好的效果。
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