无人机航测在应急测绘中的应用

1 引言

当下地震、洪涝等灾害频发，突发特性强且破坏力大，对救援响应速度与决策准确性要求严苛。应急测绘需快速提供受灾区域关键信息，但传统卫星遥感、载人航测限制较多，难达“快、准、灵”要求。无人机航测部署灵活、能多源采数且处理快，成应急测绘关键方式。本文结合场景、流程与案例，阐述其应用及对救援效率的提升作用。

2 无人机航测在应急测绘中的应用实践

2.1 灾害现场快速数据采集

灾害突发后的72 小时救援关键期内，快速获取受灾区域基础信息是首要工作。无人机航测能实现分钟级响应，从设备运输、现场组装到起飞作业，全程可在30 分钟内完成，大幅压缩数据获取耗时。

实际数据采集时，需依据灾害类型设计专属方案。以地震灾害为例，第一步要确定受灾核心区域并规划飞行路线：采用网格航线保障区域全面覆盖，同步对医院、学校、大型社区等关键地点设置加密航线，提升这些区域的数据分辨率；无人机除搭载高清光学相机采集可见光数据外，还需配备红外热成像仪，以便在夜间或建筑物坍塌场景中识别存活人员。2023 年甘肃积石山 6.2 级地震中，无人机作业团队在灾害发生 2 小时后抵达现场，3 架无人机协同工作，仅用 2 小时就完成 15 平方公里核心区域的数据采集，生成的数字正射影像清晰呈现建筑物损毁程度与道路裂缝位置，为首批救援队伍提供了精准的行动参考图。

面对洪水灾害，无人机航测重点收集水位线、淹没范围及堤坝损毁状况数据。此时需选用防水型无人机，搭载激光雷达设备，穿透浑浊水体获取水下地形信息，结合光学影像判断农田与村庄的淹没深度；同时借助实时图传功能，将洪水动态变化画面传输至指挥中心，为堤坝加固施工与人员转移工作提供实时数据支持。

2.2 三维场景重建

依托无人机航测数据开展三维场景重建，能构建受灾区域立体模型，为救援决策提供直观空间依据。其实际操作分三阶段推进：首先进行数据规整，将无人机获取的影像、定位及姿态数据导入专业工具（如 PhotoScan、Agisoft Metashape），通过特征点对齐、影像融合消除数据偏差；接着生成三维点云，软件对多视角影像密集匹配，产出密度达500-1000 点/㎡的点云，可清晰展现建筑裂缝、路面凹陷等细节；最后搭建三维模型，基于点云生成数字表面模型与网格结构，叠加纹理后形成1:1 还原的立体场景。

在山体滑坡灾害中，该技术作用显著。2022 年四川丹巴滑坡事件里，航测团队借三维重建得到滑坡区模型，明确滑坡体体量、移动方向、道路掩埋长度及房屋损毁数量。救援方据此模拟后续滑坡风险，制定科学方案，规避二次灾害。此外，评估建筑损毁时，模型可测算建筑倾斜度、坍塌范围，为定损与重建提供精准数据，较人工测量效率提升超10 倍，还避免人员涉险。

2.3 灾害动态监测

无人机航测凭借灵活调度能力，可构建灾害全周期动态监测体系。以森林火情防控为例，首要步骤是按火势扩散趋势设计动态巡测路线，采用“外围环绕+火线跟进”的双轨模式，每半小时完成一次火场全域数据捕获；其搭载的红外热成像设备能精准识别0.1℃温差的高温区域，清晰划分明火燃烧带与隐蔽暗火区，为后续余火清理提供靶向指引；同时通过实时数据传输链路，将火场边界变化、火势推进速率同步至指挥端，结合气象参数模拟火情扩散轨迹，为灭火力量部署提供预判依据。

在灾害救援进程跟踪中，无人机可每日对救援现场进行数据采集，通过比对不同时段的影像资料与三维场景，量化道路疏通里程、临时安置区建设规模及受困人员搜救成效。2024 年云南昭通山体滑坡救援期间，技术团队通过比对首日与第三日的监测数据，精准定位 3 处道路施工阻滞点，协助工程组调整作业优先级；同时依托三维模型统计临时安置帐篷数量从 50 顶增至 200 顶的动态变化，确保物资补给与人员安置需求精准匹配，有效提升救援资源调配效率。

2.4 救援指挥辅助

无人机航测产出的测绘成果，经可视化处理后能为救援指挥提供直观决策支撑。具体操作中，先将无人机获取的数字正射影像、数字表面模型及三维场景，导入应急指挥系统并与地理信息数据（如路网分布、社区人口密度、医疗站点坐标）融合，构建全域资源关联图谱。指挥人员可通过系统交互功能，缩放查看任意区域详情，例如点击某片受灾社区，即可调取该区域被困人员预估数量、周边可通行救援通道及物资储备点距离；同时结合无人机实时传回的现场画面，远程指导救援队伍避开积水路段或坍塌区域，优化行进路线。

2023 年广东清远洪涝救援期间，技术团队将城区三维模型与地下管网图叠加，精准定位 3 处排水堵塞点及2 个地下商场积水区域。指挥中心依此制定“分区排水+重点搜救”策略，成功转移被困群众87 人。此外，还可借助三维模型模拟不同救援方案的实施效果，提前规避路线拥堵或设备适配问题，保障指挥决策高效可行。

3 无人机航测在应急测绘中的技术优势与挑战

3.1 技术优势

对比传统测绘，无人机航测在应急场景中优势鲜明：一是响应极快，从设备运输到首组数据采集仅需 30 分钟至 1 小时，远超卫星遥感（数小时到数天）与载人航测（数小时至 1 天）的准备时间；二是适配性强，无需专用起降点，在废墟、山地等区域都能灵活作业，还可实时调整航线，重点观测学校、医院等关键目标；三是性价比高，单架无人机单日成本 5000 至 10000 元，仅为载人航测的十分之一，且数据分辨率最高达 5厘米，能满足应急高精度需求。

3.2 现存挑战

尽管无人机航测应用普及，仍存在三方面突出阻碍：一是抗极端环境能力弱，风速超 10 米/秒、暴雨或能见度不足 500 米时，易信号中断、姿态失控，导致作业中止甚至设备损毁；二是数据处理慢，100 平方公里、5 厘米分辨率的数据，三维建模与信息提取需 4 至6 小时，难匹配应急决策速度；三是空域协调难，灾害时救援空域飞行器多，申请流程繁琐、协调机制不健全易引发空域冲突，延误作业。

结语

在应急测绘领域，无人机航测凭借高效数据获取、立体场景构建等核心能力，已成为破解传统测绘响应慢、适配差等难题的关键力量，为灾害救援缩短决策耗时、降低生命财产损失提供了切实支撑。展望未来，伴随无人机续航与抗逆性能升级、AI 加速数据处理，加之空域管理机制优化及多技术融合，“天-空-地”联动的应急测绘体系将加速成型，为我国灾害应急救援效能提升筑牢技术根基。

参考文献

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