无人机航测结合GIS 技术在自然灾害应急响应与灾情评估中的应用

关键字：无人机航测；GIS 技术；应急响应；空间信息；灾害管理

引言

当前各类灾害频发，传统应急响应模式在信息获取时效、分析精准度及部门协同等方面存在局限。无人机航测与 GIS 技术的融合为突破这些瓶颈提供了可能。本文立足技术理论基础，深入探究二者在应急响应中的实践策略，旨在为提升灾害应急管理水平提供切实可行的解决方案。

一、无人机航测与GIS 技术的理论基础

1.1 无人机航测的核心技术与数据获取流程

无人机航测是借助低空飞行平台搭载高精度的感应设备来开展的，其涉及的核心技术包括飞行控制系统的自主航线规划，多光谱或激光雷达等传感器同步进行数据采集，以及利用实时差分定位技术对空间坐标展开精准校准，在数据获取流程上，需先分析测区地形并设定好飞行参数，接着让无人机依预先设定轨迹巡航，同步连续捕获影像或点云数据，后续对这些数据开展预处理以剔除噪声干扰形成初始航测数据集，进而为之后的空间信息提取打下基础。

1.2GIS 空间信息系统的基本原理与数据处理能力

GIS 空间信息系统是以地理空间数据库当作核心的，依据拓扑关系和空间参考体系构建数据模型，借助矢量和栅格的数据结构实现对地理实体的数字化表述，其具备的数据处理能力主要体现在融合多源数据、运用，诸如叠加分析、网络分析等空间分析算法，以及关联管理属性数据和空间位置等方面，凭借这些能力可针对预处理过的航测数据开展坐标转换，拓扑检查以及专题信息提取等操作，进而生成结构化的空间信息成果以支持各类地理决策应用。

二、基于无人机与GIS 技术的应急响应实践策略

2.1 通过快速布控无人机实现灾害现场高时效信息获取

在应对灾害的紧急响应环节中，时间等同于生命，迅速掌握灾害现场相关情况极为关键，而具备灵活性强、易于快速安排使用特性的无人机可在较短时间内到达受灾区域，其配备的高清晰度摄像机、热红外成像仪器、多光谱相机等各式各样传感设备，能从空中对灾害现场开展全面且多角度信息收集工作，其中高清晰度摄像机可拍摄出高分辨率可见光影像，以清晰呈现受灾地区建筑物破坏状况、道路阻断情形、人员聚集场景，热红外成像仪器能探测废墟或烟雾中发热源头，辅助救援人员快速找到可能被困人员，多光谱相机通过捕捉不同波段光谱可分析植被破坏、水体污染等环境方面信息，依靠合理规划无人机飞行路线确保在有限时间，涵盖尽可能大范围受灾地区，并将实时收集的图像、视频、其他相关数据，通过高速数据传输链路快速反馈至后方指挥中心，为后续制定救援决策提供最直接资料。

2.2-借助航测影像结合GIS实现精准灾区边界与地貌变化识别回+

无人机所获航测影像数据是对灾区当下实际状况的直观记载，而若要从这些数据准确提炼灾区边界并识别地貌变化，就需借助地理信息系统（GIS）强大的空间分析能力，在将无人机采集的大量航测影像输人GIS系统后，要借其影像处理模块开展拼接、校正、增强等前期处理操作，以生成完整且精准的灾区正射影像图，在此影像图基础上，通过GIS的边缘检测、分类算法等一系列空间分析工具，可对受灾区域与未受灾区域精确划分进而确定灾区边界位置，同时将灾前存于GIS数据库的该区域地貌数据拿出对比，利用空间叠置分析等办法能清晰辨别因灾害引发的地貌变化，如地震引发的山体滑坡、泥石流导致的地形起伏改变、洪水淹没使水域范围扩大等情况，这些准确信息对救援指挥部门而言，有助于其准确评估灾害影响范围及程度、合理规划救援路线，并防止救授力量进人因地貌变化而存在危险的区域。

2.3构建统一坐标系统下的多源数据集成平台用于辅助指挥调度回

应急救授所涉及源自不同部门以及各种设备采集的类型丰富多样的数据，像无人机获取的影像类数据、地面救授工作者上报的人员伤亡和物资需求数据、气象部门提供的天气变化相关数据、交通部门给出的道路通行状况数据等，要让其能共同助力救援决策制定，打造一个统一坐标体系下的多源数据集成平台极具重要意义。其操作流程为，先针对各类数据进行坐标转换处理以统一到相同地理坐标系统，保证数据空间位置一致性，再运用数据融合技术手段，将格式不同、来源各异的数据整合进同一数据库，接着借助GIS技术支撑通过可视化界面以图层叠加形式呈现各类数据，如此救授指挥人员便可直观观察灾区整体状况，全面综合分析人员分布、物资储备、道路情形等各类信息，进而科学合理调配救援资源、规划适宜救授路线，以达成高效指挥调度目标。 ⋅^∘

2.4 构建基于云 GIS 的数据传输与共享机制实现各级部门高效联动

在应急响应这项工作里存在多部门共同协作情形，诸如应急管理、消防、医疗、交通、民政等部门均参与其中，而保障各部门间实现高效联动的关键在于迅速实现数据传输与共享，基于云GIS 构建的数据传输与共享体系，借助云计算技术强大计算与存储功能搭建起云平台，各部门将采集到的与应急救援相关数据，如无人机收集的灾区影像资料、现场救援人员记录的救援进展情况及各部门资源储备相关信息等，通过网络上传至该云平台，云 GIS 技术可使这些数据在云端以地理空间信息方式存放与管理，各部门经授权后随时随地能访问云平台获取所需数据，而且云平台具实时更新特性保证各部门获取数据始终为最新状态。

三、无人机与GIS 技术的应急响应实践的案例分析

2024 年 7 月资兴市遭台风“ 格美” 肆虐引发严重灾害的救援行动里，起到至关重要作用的无人机与 GIS 技术，在灾情出现后应急管理部国家减灾中心，即刻调配的 2 支携带配备红外、激光雷达等装备，以及系留照明设施的固定翼、旋翼无人机的队伍，在州门司镇、八面山瑶族乡、汤溪镇等受灾严峻乡镇展开的应急遥感监测工作中，7 月 28 日当天无人机总计飞行 8 架次监测约 68.7 平方公里面积，为初步了解灾情分布状况提供关键支撑依据，具备灵活快速部署特点的无人机在道路阻断人员难进受灾区域情形下能迅速到达现场，其装配的热红外成像仪在烟雾缭绕废墟凌乱的复杂环境中，顺利探测多个发热源头助力救援人员确定可能被困群众位置。

在这期间迅速开展行动的湖南省第一测绘院应急测绘队，总计执行 199 次飞行任务，航飞覆盖面积达1641 平方公里，将获取到的众多航测影像数据输送到后方，依靠GIS 系统处理这些数据，并运用影像处理模块对影像进行拼接、矫正、增强操作，以生成精确的灾区正射影像图，在此图基础上借助 GIS 的空间分析工具明确划分灾区边界、精准辨认由泥石流、山体滑坡引发的地貌变化情况，比如通过比较灾前和灾后的数据确切判断出八面山瑶族乡因山体滑坡，致使地形起伏改变的区域，从而为救援力量规划出安全且有效的救援路线，给防止救援人员踏入危险区域提供强有力支撑。

在数据整合与共用层面，搭建起统一坐标体系下的多源头数据整合平台，将无人机采集影像数据、地面救援人员汇报的受灾群众位置及伤亡数据、交通部门传达的道路通行状态数据等，经坐标转换后整合进同一数据库，依靠地理信息系统（GIS）技术可视化界面以图层叠加形式展现，以使救援指挥人员全面知晓灾区整体状况，进而科学合理调配救援资源，如依据平台显示人员分布及道路阻断情形恰当安排直升机起降地点以高效转运重伤员，还凭借基于云 GIS 的数据传输与共享模式，达成应急管理、消防、医疗等多部门高效协同合作，各部门将采集数据及时上传云平台并经授权随时获取最新数据，大幅提升救援协作效率，为资兴市抢险救援及后续重建工作构筑坚实根基。

图一：资兴市州门司镇暴雨灾前的山体

图二：资兴市州门司镇暴雨灾后山体的密集滑坡泥石流

结语

无人机航测与 GIS 技术的融合应用，为灾害应急响应提供了从信息获取到决策支持的全流程技术支撑。从理论基础到实践策略的系统构建，既体现了技术协同的科学性，也凸显了在提升响应时效、精准度与协同性上的显著价值。未来需进一步优化技术适配性与操作流程，推动其更深度融入应急管理体系，为构建更高效的防灾减灾机制持续赋能。

参考文献

[1]任志明.无人机航测技术在成都平原信息快速获取中的应用研究[D].西南交通大学[2025-07-11].

[2]张秉鹏.无人机航测技术与 GIS 系统在矿山修复领域的应用[J].山西焦煤科技, 2024,48(7):47-50.

[3]冯巧文/摄影,樊叶文/摄影."无人机航测与GIS 技术应用培训班"在海口成功举办[J].热带林业, 2021, 49(2):1.

[4]卢中正,张敦虎,邱少鹏.RS 和 GIS 技术在生态功能保护区规划中的应用[J].遥感信息,2003(4):4.