灾害监测无人机技术应用与研究_李云(2)

　1期李云,等:灾害监测无人机技术应用与研究139

坡造成的崩塌、倒塌房屋碎屑物堵住河流,形成堰塞湖;由于堰塞湖水位的不断抬升,造成北川县曲山镇以西的沿江公路已被水淹没,不能通行。判读情况为民政部门指导北川县抗震救灾工作提供了第一手资料和可靠依据

。

图3　汶川地震后甘肃省陇南市康县王坝乡

李家庄村恢复重建遥感影像监测图

地区,人员无法抵达地区)下,遇到受灾地域广、救灾任务紧的时候,可以借助无人机快速飞抵受灾现场,监测灾情,为灾害救助提供决策支持,提高灾害救助的时效性。

(2)提供了客观的灾情数据。根据无人机遥感影像,可以排除现场灾情信息采集时表述不清、意见相左、他人质疑等各种主观因素影响,有利于对灾害损失程度做出正确判断和评估,制定科学、合理的救灾方案,避免灾害救助的盲目性。

(3)监督了灾后恢复重建进展。无人机遥感影像不但可以作为灾区灾后恢复重建规划依据,也

图2　北川县地震灾区典型灾害遥感影像判读图(部分)

能作为恢复重建工作监测和督查、援建项目验收和评判的依据,实效明显。(4)提升了预警监测水平。以无人机为载体,采用航拍手段进行灾害监测,利用航拍遥感影像,建立相关的减灾救灾预警数据库,有利于提高灾害预警的准确性。

(5)健全了对地观测技术在减灾救灾中的应用。无人机灾害监测作为遥感监测的一部分,很好地弥补了卫星遥感、航空遥感等对地观测精度和频度上的不足,是我国对地灾害遥感监测系统的重要补充(表1)。

表1

不同遥感观测平台的应用特点

卫星遥感10～100过境时间固定

1～10dm一般高较高极高

航空遥感10～100易受空域和天气条件制约

1～3dcm一般较高高较高

无人机遥感0.1～1灵活机动

1dcm较高一般低很低

对比项目覆盖范围/km第一时间获取数据能力重复观测精度高空间分辨率观测精度全天候全天时观测能力多谱段观测能力

数据成本系统建设成本

灾后,为及时准确掌握恢复重建进度,评价恢复重建投资效益,2009年1月,民政部救灾司和国家减灾中心利用卫星遥感、无人机技术,对

异地重建或原址重建的部分重灾乡镇开展了恢复重建监测评估工作,并在四川省北川县擂鼓镇、陕西省宁强县广坪镇、甘肃省康县王坝乡和陇南市武都区马街镇(感恩村、姜家山村)使用无人机航拍了大量恢复重建遥感影像,结合卫星遥感影像,有效获取了这些地区灾后恢复重建实际进展情况(图3)。

2　结果与分析

2.1　应用价值

灾害监测无人机技术在汶川地震灾害救助过程中产生了良好的应用效果,这也是民政部门首次将该技术实战应用于灾害救助过程中。实践证明,该技术对灾害救助具有积极的推动作用,主要体现如下所示。

(1)提高了灾情监测能力。在恶劣的灾害环境

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2.2　应用技术

使用无人机进行灾害监测涉及三方面应用技术如下所示。

(1)飞行器。主要研究飞行控制、飞行半径、续航能力、抗风抗雨雪能力等,结构一般由飞行器机身、飞行控制系统、数据通信系统和发射回收系统四部分组成。其中,飞行控制系统一般由机载飞行平台和地面控制站两部分组成,它决定着飞行器性能,包括飞行性能、安全性、可监控性、可操作性和可维护性等。飞行器安全质量问题直接关系到灾害监测遥感影像数据采集能否顺利实现,所以,对飞行器、飞行器操控手和飞行器提供单位的选择尤为慎重。

(2)采集器。主要指机载各种遥感设备,包括数码相机、红外扫描仪、合成孔径雷达等。采集器的选择由航拍任务而定,根据航拍任务选择不同类型采集器,获取相应类型遥感影像。同时,采集器本身对曝光控制、分辨率、滤光、焦距等也根据航拍任务有不同设置。以地震灾害为例,地震灾害遥感影像数据采集多采用感光度和色彩深度好、存储量大的数码相机,广角镜头对焦至无穷远,以便获取高分辨率全色影像。

(3)影像处理与分析。主要对无人机遥感影像进行图像处理,提取有价值的灾情信息,形成决策依据产品。无人机飞行时的抖动会影响航拍遥感影像效果,需要对遥感影像图片进行必要的几何纠正;同时,拼接遥感影像形成灾区整体监测图,也需要一定的影像处理,如地理定位、镶嵌合成和分类提取等。无人机遥感影像需要一定的专业分析,通过历史经验,结合监测对象在其他时间段或其他渠道中的相关信息,才能准确判读出遥感影像中灾害监测对象的真实状况2.3　应用方法

[16][15]

[14]

应用也日趋增多,应用方法也日趋规范。但是,

灾害管理部门作为无人机灾害监测成果的吸收者,对于无人机任务规划、飞行控制、影像处理和数据管理关心甚少,更多关心的是如何综合分析、正确判读采集并处理后的无人机遥感监测影像。以及如何识别受灾体,如何准确判断灾情。目前,综合分析无人机遥感监测影像的方法主要是,通过人工判读方式,借助案例和经验,识别和分类提取灾区反映灾情的地物目标,采用定性或大致定量的方式描述灾情,同时,结合不同时相、不同来源数据的对比和交叉验证,分析灾害特征目标的空间位置、地理分布、形态变化和灾害损失情况。具体而言,①确立能反映当地灾情的各项灾情指标 …… 此处隐藏：903字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……