贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队，贵州 贵阳 550000

1 无人机发展概况

无人机（UAV）是一种动力驱动、无人驾驶、空气提供升力的航空器，在工业、农业、军事等领域均得到了广泛运用。无人机遥感是一种新型遥感系统，能实现机动性、全天候的遥感探测。我国无人机产业发展相对较晚，21世纪初才进入飞速发展阶段，并开始向民用转变，在测绘领域大放异彩。2016年至今，国家科技部进一步扩大了对无人机遥感领域的相关支持，并在广域航空安全监控、城市群经济区域建设与管理服务、城乡生态环境综合检测服务等领域取得了一定的成果。目前，我国无人机遥感发展呈多样化趋势，其在生态环境资源监测、灾害应急响应监测以及国土突发事件监测中发挥着重要作用。

2 无人机遥感技术在地质灾害调查中的应用

2.1 地质灾害基础调查

地质灾害基础调查包括单体与区域地质灾害野外调查，为室内精细化遥感解译与分析奠定坚实的基础。

2.2 地质灾害应急测绘

与其他测绘相比，无人机的机动性更强，可快速完成受灾区域测绘工作，全面、及时地掌握灾区最新情况。通过无人机遥感技术获取高清影像、地形数据，可与灾前影像进行对比，实现灾情的精准评估。

2.3 地质灾害地表形变监测

随着无人机遥感技术的发展，无人机可以搭载各种高光谱相机、雷达等，获得高精度数据，分析地质灾害区域位移、变形、沉降、纹理特征等，并实现早期预警。

2.4 地质灾害场景三维重建

基于计算机视觉技术的发展，通过无人机与三维重建技术的运用，可构建地质灾害区域三维立体场景，为防灾减灾教育与科普提供技术支撑。

3 应用实例

3.1 项目概况

某水电站区内河谷是典型“V”形高山峡谷地貌，1700m高程以上河谷开阔，而1700m以下河谷狭窄。2018年8月，持续降水后边坡上部出现落石，下方被动网受到撞击后严重损坏，安全风险大，必须做好相关地质灾害调查工作，为工程防治提供数据参考。

3.2 无人机遥感调查方法

该项目区采用无人机遥感技术进行地质灾害调查，主要调查流程如图1所示。

图1 无人机遥感调查流程

（1）前期准备：收集研究区资料、定点勘察以及确定飞行区域。（2）航线设计：基于调查区域与相关资料开展航线设计，并布设控制点。（3）航拍摄影：根据航线设计方案开展航拍摄影工作。（4）内业处理：获取密集点云数据，生成地质灾害三维模型、数字正射影像。（5）遥感解译：基于数据成果开展地质灾害体遥感解译，并构建地质灾害空间属性数据库。

3.3 无人机遥感调查应用情况

（1）设备参数。该项目采用的是大疆M600Pro多旋翼无人机，五镜头多方向航拍，飞行区域面积0.5km2，具体参数如表1所示。

表1 无人机与相机参数

（2）航线设计。该项目是典型的高山峡谷地貌，地形起伏大，无明显的地物特征。此次航线设计密集，航向、旁向重叠度分别为85%、80%，无人机共两次起落，获取2780幅数字影像。

（3）数据处理。此次无人机搭载的是普通高分辨率数码相机，为保证成果精度，需要对影像进行畸变校正与匀色，导入相机中POS数据，开展同名点匹配，并按共线条件方程开展自由网平差；导入地面控制点坐标信息，实施空中三角测量加密，生成密集点云数据，获得正射影像、三维模型。数据处理流程如图2所示。

图2 数据处理流程

（4）地质灾害解译。通过遥感影像解译，对目标区域已发生和存在隐患的地质灾害点进行全面调查，可查明空间分布与属性特征。①落石灾害分析。根据生成的边坡三维场景，局部放大可明显识别落石灾害点位置。根据三维模型分析显示，落石灾害点处于出线场上方560m位置，高度为1930m，坡度为36°，落石岩性为大理岩。通过对周边岩体产状特征分析，基本判定原始危岩体底部、后缘发育，岩体受倾于坡面、反倾于坡外的两组近于正交结构面控制。由此，可基本判断危岩失稳原因是持续降水后，雨水渗入主控结构面裂隙，裂隙拉裂、贯通，岩体失稳后滑落。在岩体整个滑落过程中，持续存在碎块石分离，呈明显的直线型滚落路径，长度为776m。②该测区结合无人机遥感成果与现场调查情况，对落石滚落演化过程进行分析，主要可分为以下三大阶段：滚落初始阶段，危岩体失稳，从母岩分离后获初始动能，滚落时粒径较大完整块石脱离，集中在路径0～54m处；撞击阶段，落石在487m处落至冲沟内，并撞击至第一道被动网，被动网损坏、落石碎裂，部分越过被动网继续滚落；坠落阶段，落石砸到下方出线场内破碎。③危岩隐患点遥感解译。结合已经发生的落石灾害，开展边坡围岩隐患点遥感解译，危岩共计29个，主要集中在1550～1840m处，属于特高位危岩，坡度为45°～55°。

基于点云数据构建的三维模型进行数据提取，获取地质灾害体属性信息，测得落石原始体积为11.7m3；通过最小二乘法对结构面开展平面拟合，计算得到结构面J1倾向为275.4°、倾角为∠31.2°；结构面J2倾向为103.5°、倾角为∠63.3°。

4 结束语

综上所述，近年来我国无人机技术越加成熟，并朝着重量轻、体积小、精度高、抗干扰性强等方向发展。目前，无人机遥感在地质灾害、农田监测、国家应急救援等领域得到了广泛运用，尤其是可较好为地质灾害基础调查、应急测绘、地表形变监测以及三维重建提供高精度遥感成果，满足相关防治或应急处理需求。