無人機航測地質災害論文
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1.1存在的不足這些方法在地質災害調查監測中已經得到較為廣泛的應用，但仍存在很大的不足之處。（1）監測的響應速度很慢，從監測信息的獲取到產生結果需要很長的時間。當地質災害發生時，搶險救災的及時性就顯得尤為重要，如果不能對災害體做出及時準確的判斷，很可能造成巨大的損失。（2）不能有效地實現可靠安全的地質災害遠程監測，對一些地災已經發育到后期，災體隨時有可能跨塌的災害點，或者對災后搶險救援時災情與危險點不明確的情況下，保證安全的遠距離精確監測是非常重要的。（3）不足以提供災害體內大量足夠的點信息。對于一個地質災害體，特別是大型的地質災害體，其運動模式隨著災害體的發育過程會表現得復雜多變，單點或多點調查監測數據不足以評價它們的動力學特征和行為特征。
1.2優勢分析采用無人機航測技術可以突破傳統的地災調查監測的缺陷，具有如下優勢。（1）使用無人機遙感獲取的影像承載信息豐富，實現對災害體表面信息的全覆蓋，通過影像解譯，可以迅速地調查清楚地質災害體的孕災環境和承災體，為災害應對方式（治理、避讓、進一步觀測）的選擇提供依據。（2）高分辨率的無人機影像可以對土地利用情況、災害體上的工程設施建設等進行判讀，結合孕災環境可以綜合評判其利用與建設的可行性和合理性，對如邊坡開挖、在地下水補給區開挖魚塘等不合理的利用方式進行糾正。（3）可以對緩動地質災害，如軟性基質上的滑坡體的后壁滑動、滑坡前沿鼓脹區表土跨塌、地下水突出、地表植被破壞等情況進行一定的監測。結合地質物探、地下水觀測等手段，可實現對地質災害體立體式的全面觀測。
2基于無人機航測技術的三峽庫區地質災害調查監測體系
2.1體系結構基于無人機航測技術的三峽庫區地質災害調查監測體系應當由無人機航測系統、地災體與影響區無人機航測、地災點三維調查監測數據庫建設3個部分構成。
2.2無人機航測系統無人機航測系統是以無人駕駛器為飛行平臺，負載數碼相機進行拍攝，通過航測數據處理軟件進行數據處理的一個整體，主要由以下幾部分組成：無人機飛行平臺；飛行控制系統；影像獲取設備；通信設備；遙控設備；地面信息接收與處理設備。
2.3地災體與影響區無人機航測
2.3.1無人機航測外業（1）外業航攝。根據地災點與承災范圍的相關信息，并根據1∶10000的地形圖勾繪出航測范圍，根據航測的精度要求（航攝比例尺、重疊度、航高）擬定航測工作計劃和航線布設，選擇合適的天氣對地災點和承災范圍進行高精度無人機航測（1∶1000～1∶2000比例尺），獲取原始航攝相片。（2）航測相控。根據航測范圍、航帶布設、相片重疊度確定相控點的分布形式與密度；在相應的區域相片上找到能夠明確辨識，點位明確的特征地物進行刺點；在實地采用GPS－RTK技術，利用相關部門提供的實時差分信號，測量相控點精確坐標；對施測的相控點資料進行整理，提供無人機內業航測空三和正射影像制作使用。
2.3.2無人機航測內業（1）原始航攝相片整理。根據無人機航攝時記錄下拍攝時點的POS參數，對拍攝原始相片進行挑片，剔除旋偏角、滾轉角超限的相片，并確保整理后的相片與POS參數一一對應。另外，檢查剔除后相片的航向、旁向重疊度，對航攝空洞區、重疊度不達標的區域，考慮進行補攝。（2）空三、大比例尺地表模型（DSM）與正射影像（DOM）制作。航攝的內業處理主要指的是航片的正射處理，其核心是空中三角測量，空中三角測量的基本內容包括4個部分：內定向，相對定向，絕對定向和三角網加密［4］。空三內定向的就是解決框標坐標系與像片坐標系之間的關系，同時進行數字影像的成像變形改正。空三相對定向是恢復攝影時左、右片之間的相互（位置和姿態）關系，建立與地面相似的幾何模型。空三絕對定向是利用已知地面控制點確定立體模型在地面坐標系中的大小和方位。三角網加密是在影像的內外方位元素已知的基礎上，對特征匹配生成的同名點利用前方交會的方法就可以求出該點對應的地面點三維坐標，即DSM。對特征貧乏區域或者影像邊緣區域，根據三角網進行內插，進一步增加模型中同名點的密度，通過計算得到密集點云DSM。在此基礎上，進一步生成正射影像DOM。
2.3.3三維數據處理與建模利用無人機影像大重疊度的特征，可以生成地災體及影響區域內的大比例尺三維模型。無人機航攝的相片重疊度在航向與旁向都達到80％以上，這樣保證航攝區內的每個點在進行空三時都能夠達到有25張相片對其拍攝，可實現多角度觀測。利用無人機航測處理軟件，能夠生成精細的正射影像（DOM，0．1～0．2m分辨率）和地表模型（DSM，0．5m采樣間隔），并通過多角度影像的補償，生成較為精細的三無人機航測三維模型。生成的無人機三維模型可以對災害體進行整體調查分析。
2.3.4地質災害形變量分析通過對多期點云數據和三維模型進行特征點匹配，對比分析，發現監測區域內各點的三維形變量，并對形變量數據進行結構分析，結合實際的地質、地貌、水文、工程環境，尋找到地質災害隱患點靶標，提供給地質災害調查部門，作為地質災害隱患點分析的基礎數據。
2.4調查監測數據庫建設
2.4.1災害危險點及影響區外業調查在開展航攝和相控過程中，根據地質災害調查相應的內容與要求，對收集資料中對特定地災點或影響范圍內信息不全面、缺失的信息進行補充調查。調查以現場問詢記錄、采樣分析，到管理單位或部門收集相關資料等形式進行。
2.4.2地災信息解譯與提取地災信息解譯與提取包括：土地利用現狀信息提取；地災體范圍與影響區范圍提取；交通、水系、建構筑物信息提取；地質災害表現特征信息提取與落圖（張裂縫、地下水、鼓脹丘等）；地災體已有的空間資料落圖（物探點、已有監測儀器擺位置等）；等高線采集；重要地物變形點與轉向線采集。
2.4.3數據庫設計按照地質災害數據庫建設和信息化成果的要求，分別對元數據、數據內容與分層、數據屬性內容與結構等進行設計，
2.4.4數據錄入與建庫利用地理信息軟件，對組織整理的數據和采集的原始數據，分別按照設計要求進行錄入，構建三峽庫區地質災害三維遙感調查監測數據庫。
3結語
（1）采用無人機航測技術對三峽庫區地質災害進行調查監測，可以突破傳統的地災調查監測的缺陷，可實現對地質災害體立體式的全面觀測。
（2）在精度上，無人機航測對承災體判讀可以達到分米級。對單個地災體而言，無人機航測建立的分米級觀測成果可以作為災害環境的普查基礎數據，指導災害的處理決策，或為災后搶險提供參考。
（3）地災點三維調查監測數據庫的建設，其詳實的數據內容（影像數據、點云數據、災害體的精準地表模型（DSM）、精準高程模型（DEM））在地質災害發生時，當地交通、通訊都可能中斷的情況下，提供最全面翔實的受災區基本地理信息，為政府救災決策提供依據。
（4）利用無人機航測對地質災害進行調查監測是目前的一項新技術手段，還存在著較大的發展空間，如研發利用無人機航測技術與精度更高（毫米級）的地基Li－dar技術相結合的方法對地質災害進行調查監測，通過空中和地面相互配合，充分將兩種技術手段進行優勢互補，實現安全的遠距離精確監測。
作者：曾德耀周富春蔣海濤左倩云單位：重慶交通大學
