第 11 卷 第 2 期 2012 年 6 月
宁夏工程技术 Ningxia Engineering Technology
文章编号：1671－7244（2012）02－0133－04
Vol．11 No．2 Jun． 2012
无人机遥感技术在地质灾害调查中的应用
吴振宇， 马彦山
（宁夏遥感测绘勘查院，宁夏 银川 750021）
[1] 谢慧芬. 遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用[J]. 测绘与空间地理信息，2011，34（3）：242-243.
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遥感影像解译是利用图像的影像特征和空间特 征与多种非遥感信息资料相组合，运用生物地学相 关规律进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分 析和逻辑推理的思维过程[6].本次解译对研究区区域 地 质 资 料 进 行 详 细 分 析 和 野 外 实 地 踏 勘 ，根 据 遥 感影像反映异常确定其初步解译标志.根据解译标 志对地质灾害个体在遥感影像图上进行观察和分 析，在确定解译点后，建立解译卡片，最后进行野外 复核. 3.2 研究区典型地质灾害解译
3 无人机高分辨率影像在地质灾害调 查中的研究方法
3.1 建立解译标志 在遥感影像上，不同地物有不同特征，这些影像
特征是判读识别各种地物的依据，称为解译标志[5].通
常在建立遥感解译标志时，主要从颜色、阴影、形状、 大小、位置以及纹理几个方面来考虑.但是在进行解 译判读时，尽可能将其他因素考虑在内，这样有利于 解译更加详细，以免产生漏判.总之，需对各种解译标 志进行影像特征综合分析后确立解译标志.
摘 要：基于无人机的特点、性能，阐述了无人机在地质灾害调查中的作业步骤.以宁夏回族自治区彭阳县古城
镇为研究区，证明了无人机在地质灾害调查中的可行性和优越性.通过介绍无人机在地质灾害调查中的应用特
点、意义和关键技术，展望了无人机在地质灾害调查中的应用前景.
关键词：无人机遥感技术；地质灾害；解译
中图分类号：X43；V19
结合地形图解读裂缝多注意坡度较陡的梁顶两 侧，根据影像比例尺可算出裂缝的宽度和长度，裂缝 已经产生且裂开判读时主要以阴影为主要判读对 象，若还没有裂开，主要判读依据是纹理. 3.2.3 崩塌 遥感图像中，崩塌解译标志主要依据 崩塌形成的崩塌面的色调异常进行判读. 针对研究 区的解译，发现崩塌多分布在沟谷、河流、公路等陡 峭边坡地段.由于崩塌体面积一般较小，在进行遥感 解译时较为困难，通常在遥感图像上仅能辨识新发 育的崩塌，多靠实地验证确定和发现. 3.2.4 切破 在遥感影像图上，切破活动主要是窑 洞切破和道路切破.在遥感图上，色调、纹理是其最
主要的解译标志，其中，严重影响人民生命安全的是 建窑切破，建窑破坏了坡体的稳定性，易造成崩塌和 滑坡地质灾害.该研究区当地居民常在滑坡壁上进 行建窑，在野外复核时，很多废弃窑洞都是建在老滑 坡壁上，此类活动易造成老滑坡体的再次滑动.
4 结语
无人机遥感技术是传统遥感手段的有利补充且 具有明显优势，其高分辨率和高机动性是传统遥感 技术所无法比拟的，因此，利用无人机遥感技术开展 地质灾害调查是必要的，也是可行的.无人机遥感技 术可以用于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过 程[7].随着无人机遥感技术的进一步完善和科学技术 的进步，各种小型传感器在无人机上应用，无人机遥 感技术将成为地质灾害调查及环境监测等遥感应用 不可缺少的重要手段. 建立无人机高分辨率低空遥
空中三角测量是在立体摄影测量中，根据少量 的野外控制点在室内进行控制点加密，求得加密点
收稿日期：2012－01－23 基金项目：宁夏地矿局科研基金资助项目（NDKY201106） 作者简介：吴振宇（1968—），男，工程师，主要从事测绘、无人机航飞、遥感技术应用研究.
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本次研究利用 Quick eye（快眼）无人机系统开 展航拍工作.该系统搭载高分辨 CCD 相机，可随时 随地获取急需的Байду номын сангаас感影像；同时，可以实现飞行航迹 的规划与监控、信息数据的快速获取等功能，是一个 具有高智能化程度、稳定可靠、具有较强作业能力的 低空航摄平台（图 1）. 2.2 航空影像处理
本次研究采用航测处理软件 DPGrid 对航片数 据进行处理，获取正射影像图，并采用专业遥感图像 处理软件 Erdas Imagine 对研究区正射影像进行拼 接，应用 ArcGIS 软件将处理好的航拍影像进行整饰 输出[2（] 图 2）.
综合分析研究、成果输出 图 3 地质灾害遥感解译流程图
空三加密
立体模型建立
核线影像生成、匹配预处理、匹配结果编辑
DEM 生成
DOM 生成 成果检查、验收 图 2 航片内业处理流程图
的高程和平面位置的测量方法.其主要目的是为缺 少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制 点[3-4].本次研究中无人机的航片处理采用 DPGrid 软 件，该软件解析了运用光束法平差计算进行的空中三 角测量，此次研究区解析空中三角测量成果的精度 符合规范要求（表 1）.
国土资源遥感, 2004（, 60）2：7-10. [7] 何磊，苗放，唐姝娅，等.无人机遥感图像及其三维可视化
在汶川地震救灾中的应用[J]. 物探化探计算技术, 2010, （32）2：206-210.
Application of remote sensing technology of UAV in the investigation of the geological disaster
2 研究内容及路线
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论 是在滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由他们组 合 形 成 的 灾 害 群 体 ，遥 感 图 像 呈 现 的 形 态 、色 调 、 影纹结构等均与周围背景存在一定的区别[2].利用无 人机航空摄影系统对工作区获取高分辨率影像，建 立地质灾害遥感解译标志.通过 GIS 提取技术对研 究区的地质灾害进行遥感解译，并提取信息.通过解 译遥感图像可以系统、全面地调查研究区域内已经 发生的地质灾害和地质灾害隐患点，查明其类型、规 模、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素，在 此基础上对后期地质灾害防治工作进行指导. 2.1 无人机航空摄影
地质灾害个体在遥感影像图上所呈现的形态、 色调等因素均与周边环境的遥感影像特征有一定的 区别. 通过地质灾害个体在遥感影像图上的异常反 映，参照建立解译标志对研究区进行初步解译，对解 译出的灾害点详细排查，去伪存真，并结合外业复核 对灾害点作出详细解译（表 2）. 3.2.1 滑坡 滑坡是黄土地区最为常见的地质现 象，通过遥感影像进行遥感地质灾害解译时，可解译 出崩塌灾害个体的物理影像特征，如位置、规模等. 其主要解译依据是根据遥感影像上滑坡表现出的形 态、色调、阴影、纹理.在对研究区内的黄土滑坡进行 解译时发现，滑坡灾害具有一定的规律性，主要分布 在 30°～60°的斜坡上.从影像上可判读出滑坡体下滑 产生的滑坡壁形态特征主要呈圆弧形，而且灾害体 两侧常用冲沟发育,很容易确定其边界.滑坡壁在影 像上多表现出纹理、色调异常现象，包括陡坎、地形 变异线、色调异常线等.此外，通过软件根据遥感影 像的比例尺和方向判别滑坡的长度和宽度以及滑动 方向[7].
工作任务的确定
航摄影像分 辨率的确定
工作区相关地理资料收集 现场踏勘
航空摄影线的确定
执行航飞
数据检查下载、移交内业 图 1 无人机航空摄影流程图
数据准备
航片预处理 地形图 可解释航片 项目区有关地质灾害资料
分析资料 建立解译标志 目视人机交互结合进行遥感图像初步解译
外业复核 详细解译修正初步解译成果
第2期
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表 2 研究区地质灾害解译标志说明表
解译标志 解译对象
颜色
滑坡
淡绿色、绿色
裂缝
黑色、浅灰色
崩塌 灰白色、浅灰色
切破
浅灰色
阴影
无 有 无 无
形状
大小
弧形、扁圆形、 大小不一
条状、带状 长短不一
块状、月牙状
小
环状、月牙状
小
位置
多发育于陡坡、河谷地段，两侧多冲沟 梁顶两侧较多
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a 崩塌遥感影像图
b 崩塌照片(镜像角度 321°） 图 6 崩塌遥感影像图及崩塌照片
a 切破遥感影像图
b 切破照片（镜像角度 67°）
图 7 切破遥感影像图及切破照片
感数据的快速处理系统以及灾情快速解译和定量分 析技术, 可以提高无人机获取海量遥感数据的处理速 度,更进一步提高了无人机技术的实时性和应用性. 参考文献：
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河流、公路陡峭处 坡脚、梁顶附近
纹理
斑状、粗糙 带状、粗糙
粗糙 粗糙
a 滑坡遥感影像图
b 滑坡体前侧方照片（镜像角度 307°）
图 4 滑坡遥感影像图及滑坡体前侧方照片
a 裂缝遥感影像图
b 裂缝照片（镜像角度 134°）
图 5 裂缝遥感影像图及裂缝照片
3.2.2 裂缝 利用遥感影像解译裂缝，可以确定其 位 置 、大 小 、稳 定 状 况 . 裂 缝 的 解 译 是 通 过 形 态 、色 调、阴影、纹理等进行的，裂缝较小，目视解译困难较 大，配合地形图进行目视人机互交结合进行解译，阴 影和纹理是判读解译裂缝的主要因素.