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摘要:随着科技的不断发展，各行各业的新兴技术也不断涌现。在测绘领域，无人机技术就是近些年来出现并迅速展示巨大应用潜力的一种新型测绘技术。并且随着其投入使用以来，已经在多次重大地质灾害防治中，发挥了不可替代的作用，并已经在灾情预测、灾情勘测和辅助救援方面承担了重要的使命。与传统大飞机航测技术相比，无人机技术在多方面具有显著优势。不但操作非常便捷，灵活性极大，而且可以实现多样化载荷，成本方面同样优势显著；此外，无人机处于千米以下高度飞行，无需报批空管，所以其更具有适用性。本文将探讨和分析无人机技术的特点、优势，并对其在地质灾害防治中的应用展开详细讨论，最后就其发展趋势做出展望，希望能够对相关从业者有所参考和借鉴。
关键词:无人机技术;地质灾害;防治;应用
无人机技术最早出现并应用于军事领域，但是近年来随着计算机技术、通信技术、控制技术、3S技术等各种技术迅速发展，使得无人机技术也取得了巨大的进步，使其应用范围从单一军事方面逐渐进入到民用和商用领域。其中，无人机技术应用于测绘领域，使得测绘技术获得巨大的进步。传统的航空摄影技术，一直以来存在着固有弊端，诸如时效性不足、灵活性不够、空间分辨率不高，呈现的整体视觉效果也并不理想；而且航空摄影并不适用于突发情况。相比较来说，无人机技术在这方面都有显著优势，不但操作非常便捷，灵活性极，而且可以实现多样化载荷，成本方面同样优势显著；此外，无人机处于千米以下高度飞行，无需报批空管，所以其更具有适用性。当前，在卫星遥感、传统测绘无法实现的一些测绘工作中，无人机测绘发挥着非常重要的作用，并且在灾害防治方面同样作出了重要贡献。
一、无人机技术的特点
（一）无人机技术应用于测绘的优势。无人机技术应用于测绘，就是以无人机作为载体，搭载相机等传感设备，在一定范围内通过低空飞行的方式，展开高紧密度的测绘工作。当前无人机技术的发展速度很快，应用范围也持续扩大，所以无人机技术应用于测绘也是大势所趋，并且体现了非常显著的优势。相比传统的有人机测绘，无人机技术不但操作非常便捷，灵活性极，而且可以实现多样化载荷，成本方面同样优势显著；此外，无人机处于千米以下高度飞行，无需报批空管，所以其更具有适用性，应用范围非常广泛。具体来说，无人机与有人机优劣势对比如下表1所示。而且，近年来3S技术的集成研究与应用技术飞速发展，使得无人机实现了飞行、定位、遥感影像获取、解译、影像处理等各方面功能的进步，这也对无人机技术的进一步完善提供了巨大的动力。通过上表与有人机测绘的优劣势对比来看，无人机测绘，更加适用于小范围、高精度测绘，这样其灵活性、精确性、和成本优势可以更加明显的发挥出来。
（二）对测绘数据的处理。无人机测绘以后会得到遥感数据，然后需要对这些遥感数据再实施相应的处理。无人机遥感数据的优势主要表现在以下方面，测绘周期短、时效性强，并且具有很高的空间分辨率。处理遥感数据事实上就是处理影响数据。基于无人机测绘的具体特点，影像数据处理的主要内容包括预处理、影像匹配、空三加密以及正射纠正等。
（三）无人机技术在我国的发展现状。无人技术最早出现并应用于军事领域，主要体现在侦察预警、精准打击和指挥控制方面。随着无人机技术不断得到发展，成本不断降低，才逐渐出现了民用无人机和商用无人机，并且逐渐在各个领域中开始发挥重要作用；当前无人机技术应用较多的领域包括地理测绘、国土检测、生态环保、农林监控等等。尤其是在地质灾害防治方面体现了非常好的应用效果，2014年8月的鲁甸地震后，在灾害救援工作中首次使用了无人机技术，产生了非常积极的应用效果，就救援工作形成了强有力的支持。
二、无人机参与地质灾害防治中的优势
相比于常规环境下的遥感应用，地质灾害环境下的遥感有更高的要求，首先基于某种特定灾害的地学原理、形态特征来对灾害体实施有效识别，而无法直接以色彩、纹理或色调等，对灾害体作出明确的标注；其次还需要在一定程度上熟悉次生地质灾害；只有这样才能够很好的满足灾害防治的相关要求。地质灾害中无人机能够非常便捷的实施灾情调查。首先运用无人机能够直接对震中，以及震中附近重灾区实施测绘，并针对遥感影像展开全面深入分析，了解次生地质灾害状况；一般情况下，可以对堰塞湖、泥石流、崩塌、滑坡等类型的次生灾害都有很好的判定效果。同时，因为低空飞行的无人机可以得出够分辨率的影响，所以将拍摄的影像资料实施镶嵌拼接，或者采用人机交互判读，就能够直接对灾害造成损害作出明确结论。当前在国内外各种自然灾害的防治过程中，一种非常有效的灾害信息获取和传输手段都至关重要，这对于减少人员伤亡和物质损失都至关重要。传统的卫星遥感和有人机测绘在复杂气候条件和地形条件下难以发挥作用。而无人机因为其具有较强的灵活性，并且对气候条件有较强的适应性，所以在这方面有显著应用优势；再加上无人机可以无惧污染、辐射，所以对高风险地形条件下，同样可以发挥应有的监测和评估功能。
三、无人机技术在地质灾害防治中的具体应用
（一）快速测绘。相比于有人机，无人机的主要优势体现在灵活性强和低空飞行上，测绘周期短。所以，在地质灾害防治过程中，可以借助无人机技术实施灾情动态检测。比如，在鲁甸地震救援过程中，使用无人机可以在1s时间内完成72次拍摄，并且其精度高达4cm；这些非常准确的信息为灾情救援提供了可靠的支持。并且，无人机技术的操作非常简单，对操作人员的要求也不高，所以只需要对操作员实施简单培训，就能够数量使用无人机。鲁甸地震救援中，无人机表现出了非常好的应用效果。其快速测绘的效果体现的淋漓尽致，仅仅在首次飞行的短短7分钟之内，就完成了超过10万平方米的拍摄，并且得到的图像分辨率极高，达到4cm，从图像中能够直接看到树木纹理；而且通过对影像实施处理后，可以获得多角度、多方位的呈现，从而便于救援者了解受灾点全貌。
（二）三维建模。所谓三维建模事实上就是依据无人机拍摄所得的影响，运用相关系统将震区的实际情况在三维空间中还原出来，从而让救援者可以对实际环境进行360°全方位的观察，实现三维可视化，这对于灾后救援是非常重要的信息支持。使用所获取的高程数据，然后再使用GIS软件，构建三角网，进而生成DEM。这样通过观察这样的三位模型，不但可以直接观察到地震的滚石、裂缝、塌方的形态，而且还能够显示相关的尺寸。这样就能够直接计算出山体崩塌、滚石下滑的方向，从而做好后续防灾治理工作，为灾民选择更安全的安置点，科学设计灾后重建计划。
（三）地质灾害的排查评估。运用无人机实施灾区测绘，获取相关影像数据以后，可以完成灾区的二维与三维图像提取。这样的信息不仅能够直接帮助实施当前的救援活动，还能够用于地质灾害的排查评估。通过对所得数据的分析，结合GIS技术，灾区的地质状况、气候条件、植被破坏程度、地表损害程度等等，就能够对灾区地质灾害展开详细的评估，从而找出灾区次生灾害风险较高的区域。这样可以为救援人员科学配置、救援路线的选择，救援人员安全保障，救援重点区域确定等提供有效的参考依据。
四、无人机技术的发展前景展望
当前无人机技术在测绘领域中的应用已经非常广泛，在地质灾害监测中，同样以其高灵活性，深度可视化，高便捷性等优势获得了高度认可。在未来的发展中，软硬件强化与行业规范管理将使主要的发展方向。硬件方面的主要方向是要强化飞行稳定性、抗逆性，同时要提升影像拍摄频率。硬件方面的提升，将进一步强化无人机测绘对天气的抵抗能力，从而让获得的数据精度更高，噪点更少，从而达到节约后期处理成本的目的。软件方面则主要是强化数据加密性和抗干扰性。测绘数据具有一定的机密性，所以对于数据安全性必须要给予高度重视；另外要继续强化数据处理能力。
五、小结
无人机技术在多方面具有显著优势。不但操作非常便捷，灵活性极，而且可以实现多样化载荷，成本方面同样优势显著；此外，无人机处于千米以下高度飞行，无需报批空管，所以其更具有适用性。正是因为无人机技术有上述优势，所以地质灾害防治中能够起到非常重要的作用。相关工作者要善于运用无人机技术，从而使之为地质灾害防治发挥更大的作用。
作者:周嵩 单位:山东省煤田地质规划勘察研究院
