无人机航测地质灾害论文
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1.1存在的不足这些方法在地质灾害调查监测中已经得到较为广泛的应用，但仍存在很大的不足之处。（1）监测的响应速度很慢，从监测信息的获取到产生结果需要很长的时间。当地质灾害发生时，抢险救灾的及时性就显得尤为重要，如果不能对灾害体做出及时准确的判断，很可能造成巨大的损失。（2）不能有效地实现可靠安全的地质灾害远程监测，对一些地灾已经发育到后期，灾体随时有可能跨塌的灾害点，或者对灾后抢险救援时灾情与危险点不明确的情况下，保证安全的远距离精确监测是非常重要的。（3）不足以提供灾害体内大量足够的点信息。对于一个地质灾害体，特别是大型的地质灾害体，其运动模式随着灾害体的发育过程会表现得复杂多变，单点或多点调查监测数据不足以评价它们的动力学特征和行为特征。
1.2优势分析采用无人机航测技术可以突破传统的地灾调查监测的缺陷，具有如下优势。（1）使用无人机遥感获取的影像承载信息丰富，实现对灾害体表面信息的全覆盖，通过影像解译，可以迅速地调查清楚地质灾害体的孕灾环境和承灾体，为灾害应对方式（治理、避让、进一步观测）的选择提供依据。（2）高分辨率的无人机影像可以对土地利用情况、灾害体上的工程设施建设等进行判读，结合孕灾环境可以综合评判其利用与建设的可行性和合理性，对如边坡开挖、在地下水补给区开挖鱼塘等不合理的利用方式进行纠正。（3）可以对缓动地质灾害，如软性基质上的滑坡体的后壁滑动、滑坡前沿鼓胀区表土跨塌、地下水突出、地表植被破坏等情况进行一定的监测。结合地质物探、地下水观测等手段，可实现对地质灾害体立体式的全面观测。
2基于无人机航测技术的三峡库区地质灾害调查监测体系
2.1体系结构基于无人机航测技术的三峡库区地质灾害调查监测体系应当由无人机航测系统、地灾体与影响区无人机航测、地灾点三维调查监测数据库建设3个部分构成。
2.2无人机航测系统无人机航测系统是以无人驾驶器为飞行平台，负载数码相机进行拍摄，通过航测数据处理软件进行数据处理的一个整体，主要由以下几部分组成：无人机飞行平台；飞行控制系统；影像获取设备；通信设备；遥控设备；地面信息接收与处理设备。
2.3地灾体与影响区无人机航测
2.3.1无人机航测外业（1）外业航摄。根据地灾点与承灾范围的相关信息，并根据1∶10000的地形图勾绘出航测范围，根据航测的精度要求（航摄比例尺、重叠度、航高）拟定航测工作计划和航线布设，选择合适的天气对地灾点和承灾范围进行高精度无人机航测（1∶1000～1∶2000比例尺），获取原始航摄相片。（2）航测相控。根据航测范围、航带布设、相片重叠度确定相控点的分布形式与密度；在相应的区域相片上找到能够明确辨识，点位明确的特征地物进行刺点；在实地采用GPS－RTK技术，利用相关部门提供的实时差分信号，测量相控点精确坐标；对施测的相控点资料进行整理，提供无人机内业航测空三和正射影像制作使用。
2.3.2无人机航测内业（1）原始航摄相片整理。根据无人机航摄时记录下拍摄时点的POS参数，对拍摄原始相片进行挑片，剔除旋偏角、滚转角超限的相片，并确保整理后的相片与POS参数一一对应。另外，检查剔除后相片的航向、旁向重叠度，对航摄空洞区、重叠度不达标的区域，考虑进行补摄。（2）空三、大比例尺地表模型（DSM）与正射影像（DOM）制作。航摄的内业处理主要指的是航片的正射处理，其核心是空中三角测量，空中三角测量的基本内容包括4个部分：内定向，相对定向，绝对定向和三角网加密［4］。空三内定向的就是解决框标坐标系与像片坐标系之间的关系，同时进行数字影像的成像变形改正。空三相对定向是恢复摄影时左、右片之间的相互（位置和姿态）关系，建立与地面相似的几何模型。空三绝对定向是利用已知地面控制点确定立体模型在地面坐标系中的大小和方位。三角网加密是在影像的内外方位元素已知的基础上，对特征匹配生成的同名点利用前方交会的方法就可以求出该点对应的地面点三维坐标，即DSM。对特征贫乏区域或者影像边缘区域，根据三角网进行内插，进一步增加模型中同名点的密度，通过计算得到密集点云DSM。在此基础上，进一步生成正射影像DOM。
2.3.3三维数据处理与建模利用无人机影像大重叠度的特征，可以生成地灾体及影响区域内的大比例尺三维模型。无人机航摄的相片重叠度在航向与旁向都达到80％以上，这样保证航摄区内的每个点在进行空三时都能够达到有25张相片对其拍摄，可实现多角度观测。利用无人机航测处理软件，能够生成精细的正射影像（DOM，0．1～0．2m分辨率）和地表模型（DSM，0．5m采样间隔），并通过多角度影像的补偿，生成较为精细的三无人机航测三维模型。生成的无人机三维模型可以对灾害体进行整体调查分析。
2.3.4地质灾害形变量分析通过对多期点云数据和三维模型进行特征点匹配，对比分析，发现监测区域内各点的三维形变量，并对形变量数据进行结构分析，结合实际的地质、地貌、水文、工程环境，寻找到地质灾害隐患点靶标，提供给地质灾害调查部门，作为地质灾害隐患点分析的基础数据。
2.4调查监测数据库建设
2.4.1灾害危险点及影响区外业调查在开展航摄和相控过程中，根据地质灾害调查相应的内容与要求，对收集资料中对特定地灾点或影响范围内信息不全面、缺失的信息进行补充调查。调查以现场问询记录、采样分析，到管理单位或部门收集相关资料等形式进行。
2.4.2地灾信息解译与提取地灾信息解译与提取包括：土地利用现状信息提取；地灾体范围与影响区范围提取；交通、水系、建构筑物信息提取；地质灾害表现特征信息提取与落图（张裂缝、地下水、鼓胀丘等）；地灾体已有的空间资料落图（物探点、已有监测仪器摆位置等）；等高线采集；重要地物变形点与转向线采集。
2.4.3数据库设计按照地质灾害数据库建设和信息化成果的要求，分别对元数据、数据内容与分层、数据属性内容与结构等进行设计，
2.4.4数据录入与建库利用地理信息软件，对组织整理的数据和采集的原始数据，分别按照设计要求进行录入，构建三峡库区地质灾害三维遥感调查监测数据库。
3结语
（1）采用无人机航测技术对三峡库区地质灾害进行调查监测，可以突破传统的地灾调查监测的缺陷，可实现对地质灾害体立体式的全面观测。
（2）在精度上，无人机航测对承灾体判读可以达到分米级。对单个地灾体而言，无人机航测建立的分米级观测成果可以作为灾害环境的普查基础数据，指导灾害的处理决策，或为灾后抢险提供参考。
（3）地灾点三维调查监测数据库的建设，其详实的数据内容（影像数据、点云数据、灾害体的精准地表模型（DSM）、精准高程模型（DEM））在地质灾害发生时，当地交通、通讯都可能中断的情况下，提供最全面翔实的受灾区基本地理信息，为政府救灾决策提供依据。
（4）利用无人机航测对地质灾害进行调查监测是目前的一项新技术手段，还存在着较大的发展空间，如研发利用无人机航测技术与精度更高（毫米级）的地基Li－dar技术相结合的方法对地质灾害进行调查监测，通过空中和地面相互配合，充分将两种技术手段进行优势互补，实现安全的远距离精确监测。
作者：曾德耀周富春蒋海涛左倩云单位：重庆交通大学
