无人机遥感技术在地质灾害监测与评估中的应用

摘要：无人机遥感技术在地质勘探工作中得到了非常广泛的应用，这给地质灾害的监测与评估工作提供了更多的可能性，通过无人机遥感技术，能够进一步提升地质灾害监测和评估工作的精度和实时性，在地质灾害发生时，能够采取更为行之有效的应对策略。本次研究主要就无人机遥感技术在地质灾害监测和评估中的应用进行了讨论，希望通过本文的阅读，能够给地质灾害监测相关领域的研究者或工作者提供一定的帮助和启发。

关键词：无人机遥感；地质灾害；监测与评估

前言：地质灾害是一种自然灾害，一般被认为是在自然因素或人为因素作用下发生的地质结构变迁、位移、运动或能量的异常释放。由于当前人类的活动越来越频繁，与大自然的交互甚至冲突也越来越显著，这使得当前人类社会的地质灾害发生率不断升高，据我国国家统计局的统计数据看，2023年全年，我国因洪涝即地质灾害造成的直接经济损失高达2400亿元以上。地质灾害的类型较多，包括地震、火山、崩塌、滑坡等严重的灾害，也包括突泥突水、沉降、裂缝等破坏力较小的灾害，地质灾害的发生，对于人类社会的影响较为深远，直接威胁生命及财产安全，因此需要对地质灾害的发生做出准确的预测。无人机遥感技术在地质勘探工作中得到了非常广泛的应用，近年来在地质灾害监测与评估工作中同样取得了较为不错的应用效果[1]。

一、无人机遥感技术在地质灾害监测与评估中的应用优势 

无人机遥感技术实际上就是利用无人机作为载体，搭载遥感相机，实现对可见光、红外线、超声等反射信号的拍照与接收，进而实现对目标区域的地质结构充分了解。因此，无人机遥感技术继承了遥感技术本身高时空分辨率特性的同时，也能够保留无人机的灵活特性。

1.1 高时空分辨率

高时空分辨率指的是无人机遥感技术能够利用搭载的遥感相机实现对目标区域的拍照，并得到质量较高的图像结果，在GPS差分技术的应用下，无人机的误差将达到亚米级，不仅能够得到大空间尺度的地质信息，同时也能够帮助相关人员更好地了解目标区域的地质细节，包括起伏、裂缝、发育细节等，这对于地质灾害的监测和评估有着十分重要的意义[2]。

1.2 灵活性

灵活性主要是因为无人机本身的特点，相较于常规的遥感技术，无人机搭载相机后，能够实现与地面的遥控命令交互，同时回传地质信息数据，这种地空联动便于操作人员实时地对无人机的航线、飞行角度、速度等进行调整，进而更好地完成大范围空间尺度的监测任务，并使得监测工作更具针对性。

二、无人机遥感技术在地质灾害监测中的工作流程

2.1 大比例尺空间地质灾害评估

在进行监测前，应对目标区域的整体空间进行地质灾害发生率的评估，利用无人机快速地对目标区域的地表、地下结构、水文地质条件等进行掌握，之后通过数据分析，将目标区域的地质灾害发生危险等级进行评估与分级。

2.2 高危地区的地质灾害监测

根据地质灾害评估和分级结果，一般将更加容易发生地质灾害或者一旦发生地质灾害后造成影响巨大的地区赋予更高的危险等级，根据不同的危险等级，对不同区域制定不同的监测频度与精细度[3]。

2.3 灾害预测

利用无人机拍摄的数据，建立模拟模型，可以实现对目标区域的地质灾害进行预测，当模型报警时，迅速响应，降低灾害发生后对周边居民的人身和财产安全造成的威胁。

三、无人机遥感技术在地质灾害监测与评估中的应用关键

3.1 通信技术

通信技术在无人机遥感技术地质灾害监测与评估的应用中有着十分关键的作用，这是因为，一方面，无人机需要依靠通信技术实现遥控指令的接收，另一方面，通信技术也能够实现对无人机拍摄的遥感数据进行实时的处理和回传，这就使得操控者能够及时地获取无人机当前的拍摄情况，及时对无人机的飞行线路、角度、速度等关键指标进行调整，有助于保证图像数据质量[4]。

3.2 GPS差分定位技术

GPS差分定位技术的应用，能够进一步的提升无人机遥感技术在地质灾害监测工作中的精准度，这也是无人机遥感技术能够在地质灾害监测工作中得以广泛应用的重要原因，依赖于GPS差分定位技术，当前的无人机遥感拍摄精度已经能够达到亚米级，这对于地图的绘制、内部地质结构的掌握都有着十分重要的意义。

3.3 数字影像配对

数字影像配对技术的出现，使得无人机遥感技术在重点区域的地质灾害监测工作效果得到了非常显著的提升，其工作原理，是将过去一段时间内多次针对同一区域的拍照结果进行逐像素的配对比较，如果发现目标区域的地质情况出现了变化，则及时地进行报告，进而快速掌握地质结构发生位移和形变的趋势，有助于地质灾害进行预测[5]。

3.4 空三加密

空三加密是将无人机拍摄数据结果与GPS空间数据进行融合加密处理，进而得到空间三维图像，这能够进一步地提高无人机遥感技术拍摄结果的空间分辨率，相关研究表明，空三加密后，无人机遥感拍摄结果的空间分辨率能够提升30%，整体综合准确率提升至95%以上。

3.5 采集线划图

采集线划图是无人机遥感技术在地质灾害监测与评估工作中的重要应用，即借助无人机遥感技术拍摄图像后，处理形成线状特征图，利用该特征图，能够实现对某一目标区域的地形地貌的连续监控和预测，这对于监测和评估裂缝、断层、滑坡等地质灾害具有十分重要的意义[6]。

3.6 数字化高程模型

数字化高程模型是利用无人机搭载高分辨率相机或激光雷达实现对目标区域高程信息进行三维模拟的技术，通过该技术，能够实现对目标区域的地形地貌高精度模拟，同时借助地理信息系统，还能够实现对目标区域高程信息进行处理，生成连续高程表面，由于无人机的拍摄精度高，信息获取方便快捷，因此利用数字化高程模型，能够实现对目标区域各个位置的细小高程变化进行监控，不仅能够很好的预测地质灾害的发生，而且在地质灾害发生后，也能够对地质灾害的破坏程度进行评估和预测，这对于后续的救灾抢险工作同样具有较为重要的指导意义。

结束语

总而言之，无人机遥感技术在林业、农业以及地质勘探等相关工作中都得到了非常广泛的应用，这主要得益于无人机遥感技术灵活性高、操作成本低、信息回传速度快、实时性强、分辨率高等特点。在地质灾害的监测与评估工作中，无人机遥感技术同样具有非常广泛的应用，作为当前常见的地质勘探手段，无人机遥感技术能够实现对目标区域大空间尺度的监测和地质细节的把控，进而对于目标区域可能出现的线性特征、高程等信息变化做到了如指掌，利用无人机遥感技术，能够对重点的高危区域进行连续监测，提升地质灾害发生后的响应速度并优化对应的应急方案，以便能够降低地质灾害造成的经济损失。

参考文献

[1]陈桂娥. 福建省地质灾害监测预警信息化平台建设与实现 [J]. 科学技术创新, 2024, (23): 69-72.

[2]付明林,王学究,张宝华. 多源异构数据融合在富水软岩地质灾害监测的策略研究 [J]. 河南水利与南水北调, 2024, 53 (10): 90-91.

[3]王雅洁,张成梅,杨鑫,等. 基于K-means-LSTM组合算法的地质灾害监测设备故障排查模型设计 [J]. 现代信息科技, 2024, 8 (20): 61-67.

[4]周新星,宋旭平,刘云波. 基于BIM+GIS的地质灾害监测预警系统设计与实现 [J]. 测绘与空间地理信息, 2024, 47 (10): 156-159.

[5]余洁. 崩塌地质灾害监测预警研究 [J]. 城市勘测, 2024, (04): 184-189.

[6]李晓萌,陈天,徐玮铎,等. 基于数字孪生的海底地质灾害监测预警技术研究 [J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2024, 54 (05): 102-114.