摘要：高位崩塌地质灾害的传统调查手段可能危及作业人员的人身安全，且存在强度大、成本高、效率低、数据不精确等缺点。无人机遥感技术当前在国内多领域正处于探索和发展阶段。基于無人机遥感技术，对贵州油杉河景区的仙宇屯高位崩塌单体进行了研究，通过图像拼接和几何校正，实现了精度0.487m的DOM和实景三维立体模型，并对航拍成果的精度进行了检验与分析。结果表明，该技术方法获取的影像数据在今后崩塌地质灾害调查中具有非常大的发展空间和研究意义。
关 键 词：高位崩塌; 地质灾害; 无人机遥感; 实景三维模型
无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)是一种有动力、可控制、能携带多种设备、执行多种任务并能重复使用的无人驾驶航空器[1-3]。无人机遥感(UAV remote sensing， UAVRS)是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通信技术、POS定位定姿技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，自动化、智能化、专业化地快速获取国土、资源、环境、事件等空间遥感信息，并进行实时处理、建模和分析的先进新兴航空遥感技术解决方案[4-5]。经过近一个世纪的快速发展，无人机遥感在我国大面积的工作平台上已有大量的成功案例，如地震灾害救援与灾情评估[6]、气象监测与预报、极地科考、智慧城市、精准农田管理等领域[7-8]的应用，卓越突出，效果显著。
我国西南地区地貌形态多样，地质构造复杂，地形切割剧烈，地质灾害发育，且时常伴有多云多雨多雾的天气，使得传统航空摄影测量不能获得理想的影像。而无人机遥感系统能弥补因云雾遮挡而无法获取高清晰、高质量数字影像的不足，是卫星遥感与载人飞机航空遥感的有力补充。无人机遥感以其具有快速获取高分辨率、高精度、高时效的遥感数据影像，机动性强，超低空飞行，结构简单和经济便捷的优势，成为遥感数据获取的重要工具之一。基于以上特点和优势，在地质灾害应急调查、防治和预测预警中发挥了不可估量的作用。2008年5月12日，四川省汶川县遭受地震毁灭性的破坏，交通、通讯全部阻断，臧克[9]等技术工作组应用微型无人机遥感对北川县城进行航拍，为抗震救灾提供了决策支持;2010年6月28日，贵州省关岭县岗乌镇因暴雨发生特大型滑坡碎屑流地质灾害，通过无人机航拍获得第一手高清晰影像用于了解灾情情况和指导应急救援[10];2017年8月8日，四川省北部阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室团队基于震前和震后高精度遥感影像，对灾区进行遥感解译分析，第一时间揭示了地震灾害的空间分布及其影像范围[11];同年8月28日，贵州省纳雍县张家湾镇普洒社区大树脚组发生山体崩塌地质灾害，通过无人机航拍灾前灾后影像的对比，为救援工作节省了大量时间。
虽然近几年无人机遥感技术在大平台、大领域的研究应用比较广泛，并获得了越来越多的研究开发和应用(见图1)，但是作为一项新兴技术，利用无人机遥感对某单体地质灾害进行调查，提取各种信息加以研究应用的例子少之又少。因此，本文以油杉河景区为例，基于无人机遥感对仙宇屯高位崩塌地质灾害进行勘测，制作高精度的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)和数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，DOM)，结合三维立体模型，量测更精确的崩塌参数，为崩塌地质灾害的进一步研究与应用提供一种可行的技术方法和实践参考。
1 低空无人机遥感系统组成
无人机低空遥感系统主要由飞机系统、地面系统和后期数据处理三大部分组成。其中飞机系统包括无人机平台、遥感传感器系统(如相机、激光三维扫描仪、红外扫描仪等)、遥感控制系统和数据实时传输与解压缩系统;地面系统包括航迹规划系统、无人机地面控制系统以及数据接收解压缩与实时显示系统;后期数据处理包括图像拼接、几何校正、信息提取与分析等，提取信息的精度取决于无人机搭载的遥感设备的要求[12-13]。
2 低空无人机遥感监测的主要工作流程
无人机低空遥感监测的主要工作流程：起降场地选择→航迹规划→无人机遥感影像获取→影像预处理→可视化数字影像(正射影像DOM和数字高程影像DEM)→数据应用。
起降场地需根据地形、障碍物和无人机起降形式来选择。航迹规划应根据任务要求、控制区域范围、重叠度、分辨率等对待航拍区设计无人机飞行的路线，并载入无人机遥感控制系统，使无人机可以根据预定航迹进行遥感影像数据采集工作。无人机遥感影像获取是通过无人机平台和遥感传感器进行航空摄影，将采集的遥感影像通过无线传输通道传输到地面接收平台。影像预处理是指对无人机摄像由于镜头焦距的改变、像主点的偏移和镜头光学畸变等数码相机镜头产生非线性畸变进行纠正，以及针对成像时由于飞行器姿态变化引起的图像旋转和投影变形，进行影像配准，以获得空间地理信息[14]。数据应用即将所获取的遥感数据应用于崩塌精细地质信息的提取，用于指导和实践。
3 低空无人机遥感的应用
3.1 研究区概况
仙宇屯危岩体位于大方县境东北部的油杉河景区内(见图2)，地形地貌复杂，地表结构破碎，山势险峻，属于典型喀斯特峰丛中槽切谷地形，地处低纬度高海拔区。景区海拔多在1 350～1 650 m之间，仙宇屯顶部海拔1 416 m，峡谷最低海拔1 130 m，相对高差286 m，地理坐标为N27°26′14.6″，E105°55′52.7″。景区内植被覆盖率好，占50%，在危岩体分布立面上，形成间距10～30 m的岩土植被分层。
1.乡村所在地;2.危岩体位置;3.水系;4.公路;5.县道;6.国道;7.高速路 图2 危岩体位置 Fig.2 Location of the dangerous rock mass
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