无人机遥感在地质灾害快速测绘中的应用分析
丁礼江
新疆维吾尔自治区地质局区域地质调查中心 新疆 乌鲁木齐 830000
引言:
地质灾害具有突发性强、影响范围广和破坏力大的特点,传统测绘方式在灾后信息获取中常受地形复杂、交通受阻等因素限制,难以满足快速、精准的需求。无人机遥感凭借机动灵活、分辨率高和实时性强的优势,正逐渐成为地质灾害应急测绘的重要手段。其在灾情信息获取、形变监测及灾害评估中的高效表现,不仅提升了应急响应速度,也为科学决策与防灾减灾提供了有力支撑。
一、无人机遥感技术在地质灾害快速测绘中的优势与适用性分析
无人机遥感技术在地质灾害快速测绘中展现出显著优势。首先,其机动性强、部署速度快,可以在灾害发生后的短时间内迅速抵达受灾区域,绕过交通中断、地形险峻等障碍,开展低空高精度数据采集。相比传统卫星遥感,无人机能够获取更高空间分辨率的影像数据,并可灵活调整飞行高度与航线,以满足不同灾害场景的测绘需求。此外,无人机平台可搭载多种传感器,如可见光相机、多光谱相机、热红外传感器和激光雷达,实现从地表形态、植被覆盖到热异常等多维信息的同步获取,大大提高了地质灾害信息的全面性与可靠性,并可在复杂气象条件下灵活调整作业策略,确保数据获取的连续性与稳定性。
在适用性方面,无人机遥感在滑坡、泥石流、崩塌等突发性地质灾害中具有独特价值。灾害发生后,现场环境往往存在次生灾害风险,传统人工测绘不仅耗时耗力,还可能面临较高安全风险,而无人机则可实现“非接触式”作业,确保测绘人员安全。通过快速获取受灾范围、地表裂缝分布及堆积物体积等关键信息,可为应急部门制定救援路线、布置监测点和评估灾害等级提供科学依据。同时,在地震诱发的山体滑坡等复杂灾情中,无人机可进行多架次、多角度的重复航拍,结合影像匹配与三维重建技术,实现灾区高精度地形模型的快速生成,显著缩短数据处理与成果交付周期。
此外,无人机遥感的应用不仅局限于灾后应急阶段,在灾前监测与风险评估中同样具有广泛适用性。通过对重点区域的周期性航测,可以持续积累高精度时序数据,监测斜坡位移、地表沉降、裂缝扩展及植被变化等潜在灾害迹象,从而实现早期预警和风险分级管理。与地理信息系统(GIS)和地质模型相结合,无人机遥感能够为地质灾害防控体系提供动态、精准的数据支持,推动从被动应对向主动预防的转变。同时,其在灾后重建评估、生态恢复监测等环节亦可发挥长效作用。这种全周期、多场景的适用性,使无人机遥感成为地质灾害快速测绘、综合治理与科学决策中的重要技术手段。
二、无人机遥感在不同类型地质灾害快速测绘中的应用实践
无人机遥感在滑坡灾害快速测绘中的应用尤为突出。滑坡发生后,地形变化剧烈、地表结构复杂,常伴有泥石流、崩塌等次生灾害风险。无人机可在恶劣环境下低空飞行,获取高分辨率影像,结合立体摄影测量与数字高程模型(DEM)生成,快速确定滑坡范围、堆积物厚度和滑动方向等参数。这些数据可为滑坡体稳定性评估、受灾人口和基础设施影响分析提供精确依据。同时,通过多时相影像对比分析,无人机可追踪滑坡发展过程,监测灾后恢复进度及防护工程效果,有助于建立长效监测体系,并在后续风险研判、地质演化分析及防灾工程优化中持续提供可靠的数据支撑。
在泥石流灾害测绘中,无人机遥感同样发挥着重要作用。泥石流发生区域多位于高山峡谷地带,交通条件受阻严重,传统测绘难以快速介入。无人机通过精确的航线规划,可沿沟谷和堆积扇区域进行连续拍摄,精确绘制泥石流沟道形态和堆积范围,并分析堆积物颗粒特征、厚度变化与分布模式,为判断泥石流规模及其对下游区域的威胁提供科学依据。此外,无人机可搭载多光谱传感器监测沟道内植被覆盖变化,结合时序数据分析流域植被退化趋势,从而评估泥石流发生频率与流域稳定性,进一步为灾害预警、应急响应和生态恢复规划提供数据支持与决策参考。
在崩塌、地裂缝等其他类型地质灾害中,无人机遥感的灵活性和高精度特征同样适用。对于崩塌灾害,无人机可快速生成崩塌体三维模型,分析岩块体积、堆积分布以及潜在的二次崩塌风险;在地裂缝监测中,通过高分辨率航拍与影像差分技术,可精确测量裂缝长度、宽度及扩展趋势,为判断地表变形机制提供依据。这些实践案例表明,无人机遥感不仅在灾害应急阶段表现优异,还可结合地面实测、卫星遥感等多源数据,实现全方位、多尺度的地质灾害信息获取与动态监控,为防灾减灾工作提供有力的技术支撑。
三、无人机遥感支持下地质灾害快速测绘的发展趋势与挑战
无人机遥感支持下的地质灾害快速测绘正朝着智能化与多源融合方向发展。随着传感器精度和数据处理能力的不断提升,无人机平台不仅能够搭载可见光、多光谱、热红外和激光雷达等多种传感器,还可实现多源数据的同步获取与融合分析。这种多维信息的集成,使灾害测绘结果更加全面和精准。同时,人工智能、深度学习等技术在影像识别、目标提取和自动分类中的应用,显著提高了数据解译效率和成果生成速度,使无人机在灾后应急中能更快速地输出可用成果。此外,云计算与边缘计算的引入,进一步加快了数据传输与处理,推动无人机测绘从单一任务向全流程智能化转变。
在应用模式上,无人机遥感正与地面监测、卫星遥感形成互补的综合监测体系。卫星遥感覆盖范围广,但受时间分辨率和天气条件限制,而无人机可在卫星获取数据的空档期或阴雨天气后迅速补测,提高时效性与连续性。通过与地理信息系统(GIS)、三维建模技术和实时传输网络相结合,无人机可实现灾害数据的可视化展示和动态更新,便于应急指挥部门直观掌握灾情变化。此外,在灾前预警与灾后恢复评估中,无人机可根据需求灵活调整航线与作业参数,实现定制化测绘与长期跟踪监测,为全周期防灾减灾提供支持。
然而,无人机遥感在地质灾害快速测绘中仍面临多重挑战。首先,复杂气象条件、高海拔环境和强风等自然因素会影响飞行安全与数据质量,限制无人机的作业能力。其次,数据处理标准、成果精度评价体系及行业规范尚未完全统一,导致不同单位之间的数据共享与成果应用存在障碍。此外,在应急测绘中,大规模数据的快速传输与处理对通信网络和计算资源提出了更高要求,尤其是在偏远地区可能面临网络覆盖不足的问题。未来,需要在无人机耐候性能提升、自动化飞行控制优化、数据处理流程标准化以及跨平台协同作业等方面持续突破,才能进一步释放无人机遥感在地质灾害快速测绘中的潜力。
结语:
无人机遥感凭借高效、灵活和高精度的特性,已成为地质灾害快速测绘的重要技术手段。其在滑坡、泥石流、崩塌等多类型灾害中的应用,显著提升了灾情评估与应急决策效率。未来,通过多源融合、智能化处理及行业标准完善,无人机遥感将在全周期防灾减灾中发挥更大作用,为地质灾害监测与治理提供更加坚实的技术支撑。
参考文献:
[1]谢优平.无人机遥感技术在地质灾害应急测绘服务中的应用[J].中国高新科技,2021,(10):39-40.DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.10.13.
[2]巫丽芳.基于无人机遥感图像 SIFT 特征点的地质灾害应急测绘方法[J].测绘标准化,2025,41(02):45-49.DOI:10.20007/j.cnki.61-1275/P.2025.02.08.
[3]陈业男.无人机遥感技术在地质灾害勘查中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2025,(04):54-56.DOI:10.13655/j.cnki.ibci.2025.04.016.