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行業(yè)應用丨地質(zhì)災害勘測空中“利器”：無懼復雜地形，無人機勝在精準高效

2023-07-25

地震，作為地質(zhì)災害中破壞力最強的形式之一，兼具高破壞力與難預測性，其后引發(fā)的次生災害，更是讓人不寒而栗。就拿最常見的山體滑坡來說，即便是受到小振幅的地震影響，也容易讓原本不穩(wěn)定的巖土體結(jié)構(gòu)形成坍塌，一旦不注意防范將會大范圍摧毀農(nóng)田、房舍，毀壞森林、道路設施，造成巨大的生命財產(chǎn)、經(jīng)濟損失。

以川西一處地災高發(fā)地為例，該一級地災隱患點位于汶川縣龍溪溝地處四川省西北部、川西北高原和阿壩藏族羌族自治州東南部，一直活躍在我國最大的地震帶上，頻繁的地震活動令坍塌掉落成為常態(tài)，同時降雨影響所導致的山體滑坡現(xiàn)象更是嚴重威脅到龍溪溝、聯(lián)合村、東門寨等多個村寨居民生命財產(chǎn)安全，因此第一時間對該危險區(qū)域進行評估，并及時規(guī)劃防治應急工作已是刻不容緩。

然而正如大部分滑坡高發(fā)區(qū)域，該區(qū)域地形十分復雜且實地勘察風險較高，以往人工踏查巡檢、手持望遠鏡觀測記錄等傳統(tǒng)勘測方式，危險且困難，復雜地形帶來了諸多不確定性，可能發(fā)生的次生災害極大威脅著勘測人員的生命安全。另一方面，傳統(tǒng)探測方式難以進行數(shù)字化信息存檔，整體勘測工作效率較低。為了解決這一難題，勘測領域近幾年選擇以無人機進行「代勞」。

相較傳統(tǒng)方式，空中勘測的無人機正在成為勘測的首選。一般發(fā)生地質(zhì)災害的區(qū)域面積都不小，傳統(tǒng)測量方法需要勘測員走遍整個被勘測區(qū)域，非常耗時且不安全，而無人機得益于高機動性，在勘測效率上明顯要高上不少；傳統(tǒng)測量方法不僅需要昂貴的設備，人工成本也很高，使用無人機能夠減少專業(yè)設備、勞動力這方面的需求，有效降低成本。

考慮到傳統(tǒng)測量方法需勘測人員深入偏遠、敏感的區(qū)域，可能會對勘測環(huán)境造成破壞，使用無人機可最大限度減少對勘測環(huán)境的影響及干擾。

但在山區(qū)作業(yè)，對無人機的要求也更為苛刻。

例如叢林山區(qū)這類高海拔落差區(qū)域，就限制著無人機的起降操作，此外上面提到的勘測飛行面積大也隱藏著一個致命性的問題：信號遮擋嚴重，這將直接影響無人機的遠程控制與圖傳信號質(zhì)量。不過好在近幾年推出的旗艦級無人機在影響飛行穩(wěn)定性的外觀材質(zhì)、動力性能方面，以及增強遠距離通信的微波技術上都有所側(cè)重，實際勘測過程中均可輕松應對。

惡劣環(huán)境下影響的不止是無人機，考慮到測區(qū)塌方、山體滑坡等事件時有發(fā)生，還限制著操控人員的作業(yè)時間。而歸功于無人機極高的數(shù)據(jù)采集效率、持久飛行續(xù)航等優(yōu)勢，通常采集1平方公里的地面土方數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)方法需要至少幾天到數(shù)周時間，而無人機一天之內(nèi)就可以完成所需數(shù)據(jù)采集和輸出，省去了繁瑣的人工布控，效率提升十分顯著。

值得一提的是，豐富負載的配備也是無人機高效作業(yè)的關鍵所在。以知名無人機品牌大疆旗下推出的各式負載為例，其中的「大疆禪思L1」在激光雷達和測繪相機的配合下能夠進行全天候、高效率的實時三維數(shù)據(jù)獲取，測量精度達到了厘米級別，所返回的實時點云還能真實反映景物的色彩，讓測繪圖更加直觀。

而另一款「大疆禪思P1」則擁有著集成全畫幅圖像傳感器、支持多款定焦鏡頭等優(yōu)勢，可高效率、高精度完成大面積建模作業(yè)。據(jù)悉將「大疆禪思P1」裝載在大疆M300 RTK上僅需4架次140分鐘，就能獲取10平方公里的正射數(shù)據(jù)。

像前文提到的川西地災高發(fā)地案例，就是以大疆M350 RTK為勘測主體，并同步配備「禪思L1—賽爾102S V3—禪思P1」多款負載的形式，完成了對一級地災隱患點的數(shù)據(jù)采集與建模任務。據(jù)了解大疆M350 RTK不單支持下置單云臺、下置雙云臺、上置單云臺，同時還具備E-Port開放接口，最多可同時搭載三個負載。

不止是負載到位，定位旗艦級無人機飛行平臺的M350 RTK還支持最高飛行高度達7000m，以及最大12米/秒抗風能力。此外所搭載的全新4G模塊解鎖了最遠可至20公里的圖傳距離，加之全新TB65雙電池系統(tǒng)，更可從容應對航測作業(yè)高效輪轉(zhuǎn)。

總的來說，以無人機空中勘測代替人工踏查巡檢、手持望遠鏡觀測等傳統(tǒng)方式提升了作業(yè)效率，同時多維智能負載的配備所帶來的數(shù)字化信息捕獲，讓測繪工作能夠?qū)崟r同步進行，以便靈活應對復雜地形所附帶的時間束縛。

除了便捷作業(yè)外，保障一線工作人員的生命安全更是無人機廣泛應用于各式危險探測的核心意義，無人機對于地質(zhì)災害勘測領域而言，已是不可或缺的存在。