无人机低空遥感影像处理在汶川地震地质灾害信息快速勘测中的应用.doc

 第 11 卷 第 2 期 2012 年 6 月 宁 夏 工 程 技 术 Ningxia Engineering Technology Vol．11 No． Jun． 2012 文章编号：1671－7244（2012）02－0133－04 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） 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 文献标志码：A 近些年，随着遥感技术的飞速发展，无人机遥感 技术这一新手段广泛运用于各种地质灾害调查和监 测.在国外，日本利用遥感图像编制了全国 1∶50 000 地质灾害分布图；欧盟各国在大量有关滑坡、泥石流 遥感调查的基础上，对遥感技术方法进行了系统总 结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑 坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，并利用 GPS 测量及雷达数据监测地质灾害可能达到的程度[1]. 目前，我国遥感技术在地质灾害中的应用也有了较 大的发展，遥感解译在各个领域开始广泛应用.利用 无人机遥感平台是遥感技术在地质灾害监测应用中 的必然发展趋势. 本次研究的目的是利用无人机航空摄影系统完 成研究区航拍任务，获取高分辨率航空影像.以航空 影像为底图，利用 GIS 技术提取研究区相关地质灾 害信息，结合外业实地调查，对宁夏回族自治区彭阳 县倪家沟地区地质灾害进行分析，从而推进无人机 遥感技术在地质灾害调查中的应用. 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 是在滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由他们 2 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 人机航空摄影系统对工作区获取高分辨率影像， 立地质灾害遥感解译标志.通过 GIS 提取技术对 究区的地质灾害进行遥感解译，并提取信息.通过 译遥感图像可以系统、全面地调查研究区域内已 发生的地质灾害和地质灾害隐患点，查明其类型、 模、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素， 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 本次研究利用 Quick eye（快眼）无人机系统 展航拍工作.该系统搭载高分辨 CCD 相机，可随 随地获取急需的遥感影像；同时，可以实现飞行航 的规划与监控、信息数据的快速获取等功能，是一 具有高智能化程度、稳定可靠、具有较强作业能力 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 据进行处理，获取正射影像图，并采用专业遥感图 处理软件 Erdas Imagine 对研究区正射影像进行 接，应用 ArcGIS 软件将处理好的航拍影像进行整 研究区概况 彭阳县地处宁夏回族自治区南部，位于六盘山 东麓，属半湿润、半干旱气候，海拔 1 400～1 900 m， 年平均气温 6.3 ℃，降雨量为 400～500 mm.该研究区 地处黄土高原中部丘陵沟壑区，地貌类型复杂多样， 属于典型的黄土丘陵沟壑区以及重水土流失区域. 研究区的第四纪黄土沉积较厚，不但地质结构疏松 而且水土流失严重，沟壑纵横，从而导致研究区滑 坡、崩塌等地质灾害现象频发. 1 输出[2（] 图 2）. 空中三角测量是在立体摄影测量中，根据少 的野外控制点在室内进行控制点加密，求得加密 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. 图 1 无人机航空摄影流程图 图 3 地质灾害遥感解译流程图 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. 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 图 2