基于小型无人机遥感的单体地质灾害应急调查方法与实践

大型、专业的无人机遥感已开始广泛应用于大面积地质灾害调查中,本文则以近年来在三峡库区进行地质灾害应急调查的多次成功实践为基础,系统总结并建立了一套采用更加简单灵活的小型无人机遥感系统开展单体地质灾害应急调查的方法,主要包括:基于地质灾害应急调查特点定制了更具针对性和适用性的多旋翼小型无人机系统;制定了室内准备、现场作业、快速处理面处理等在内的具体实施流程;提出了像控点布设及测量、航线规划、飞行拍摄过程控制及成果处理等关键技术方法。实践表明,应用以上方法开展基于小型无人机遥感的单体地质灾害应急调查,不仅可以大大降低现场工作时间、强度以及风险,而且可以获得高精度遥感成果及信息,从而真正满足地质灾害应急调查既“快”且“高效”的客观需求。     

便携式地质灾害应急调查工具箱的研究及应用

我国是突发性地质灾害频发的国家,提高地质调查队伍的应急调查效率成为当务之急。本文介绍了一种新研发的便携式地质灾害应急调查工具箱,具有在地质调查的团队合作性、应急性、野外性等多方面的突出特点。现场应用证明,便携式工具箱配合野外数据传输装置,能够快速采集、储存、传输现场资料。野外无纸化录入数据后,自动生成各种规范的地质调查表,实现采集、编辑、输出一体化,大幅度提高应急调查的综合效率,为突发性地质灾害应急调查提供了技术支撑。     

适用于地质灾害调查的微型无人机航线控制系统设计与实现

传统的地质灾害野外调查手段已经不能满足日益增长的快速获取信息的需求以及国家精细化地质调查的要求,因此近年来掌上机、无人机、InSAR、高精度遥感等技术在地质灾害调查研究领域得到了不同程度的应用。文章紧密结合地质灾害调查数据采集业务需求和工作流程要求,以微型无人机为采集端,采用无人机技术、地理信息技术和图像融合技术,基于Android系统设计了适用于地质灾害野外调查微型无人机航线控制系统,开发了航线规划、智能续飞、图像快拼、离线地图以及针对不同形态灾害体的不同拍摄模式等功能,实现采集流程全自动化,为地质灾害调查人员提供了快速、便捷的无人机遥感影像数据采集手段,为地质调查工作提供了直观、精准的数据支撑。     

湖南省突发性地质灾害遥感应急监测数据库建设

文章分析了近年突发性灾害遥感监测存在的主要问题,并根据突发性灾害遥感应急调查的实际需求,确立了湖南省突发性地质灾害遥感应急监测数据库的内容,包括遥感影像、基础地理、地形地貌、地层岩性、地质构造、土地覆被、人类工程活动、地质灾害8个方面。详细阐述了每种类型数据的来源、采集方法及数据组织方式等,首次建立了湖南省突发性地质灾害遥感应急监测数据库,为地质灾害应急调查提供了基础资料,初步形成了突发性灾害遥感应急调查体系。     

高精度倾斜摄影在高位滑坡灾害应急监测中的应用

无人机倾斜摄影技术构建全景真三维影像极大提高了单体灾害解译的精度及准确度,也可以用于研究单体灾害动态演变规律的数据积累,降低了多期数据获取的难度和成本,为应急救援决策提供更加科学的技术支撑。本文以利用旋翼无人机倾斜摄影技术在茂县6·24地质灾害应急调查的成功实践为基础,系统地建立了一套基于旋翼无人机倾斜摄影技术的高位滑坡单体地质灾害应急调查方法,并在会东老君洞高位滑坡地质灾害应急中证明该方法的适用性,大大提高单体灾害应急处置效率。     

遥感技术在黄土高原区地质灾害详细调查中的应用

黄土高原区地质灾害频发,危害严重,在延安市宝塔区地质灾害详细调查试点中,选用高分辨率的Spot5和快鸟卫星(QuickBird)数据,进行了地质灾害解译与信息提取,获取了丰富的地质环境条件和地质灾害以及承载体信息,为开展地质灾害野外调查提供了基础资料,发挥了遥感技术的先导作用。笔者从遥感调查的内容、数据选择和处理、解译技术方法、地质灾害信息提取、解译及解译效果等方面论述了遥感技术在宝塔区地质灾害详细调查中的应用,认为该技术方法和本次所取得的经验可以在黄土高原区地质灾害详细调查中推广和应用。     

地质灾害无人机调查数据管理云平台建设

随着移动通信、无人机、计算机网络等技术的快速发展,野外数据采集PAD、无人机遥感、云计算等新技术、新方法在地质灾害调查中被广泛应用。然而,在实际应用过程中也出现一些新的问题,如大数据传输与存储效率低,高精度海量遥感影像流程化处理过程繁琐,三维模型生成及可视化效果不佳等。针对上述问题,本文基于云数据库、云服务器等大数据存储及处理技术构建地质灾害无人机调查数据管理云平台,开发适用于大疆系列微型无人机的航线控制系统,实现无人机高分遥感海量数据全流程化一键式处理,快速生成地质灾害体高精度遥感影像及三维模型,并通过云服务器自动发布并提供在线可视化服务,本文研究成果极大地提高了地质灾害调查工作的效率和精度。 更多还原     

高分二号卫星数据在地质灾害调查中的应用——以重庆万州区为例

为了推动国产高分卫星数据在我国地质灾害遥感调查中的应用,以环境地质灾害易发、多发的重庆市三峡库岸万州段作为典型研究区域,在收集该区地质灾害资料及现场调查结果的基础上,对研究区高分二号影像进行一系列预处理,然后将前期野外实测数据与影像底图进行叠加处理,分析和总结地质灾害的形成条件以及其分布在遥感影像上的光谱和几何特征,建立地质灾害遥感解译标志,根据解译标志对研究区进行地质灾害遥感解译,解译结果在野外得到验证。研究表明:国产高分遥感数据可以为地质灾害调查提供数据支持,适用于地质灾害遥感调查与监测。 更多还原     

地质灾害应急调查工具箱客户端软件设计

针对目前地质灾害应急调查还处在野外全手工记录、应急数据传输不及时、室内手工处理数据等效率低下的情况,进行了地质灾害应急调查工具箱配套数据采集终端的研制,重点进行了自动化数据采集、数据电子化、应急数据实时化传输、数据管理智能化等设计。本文主要介绍在基于Android系统下的平板终端上,设计开发出一套智能化地质灾害应急调查软件,该软件遵循地质灾害调查技术规范,采用结构化和标准化的调查表模板,结合可视化的Google地图数据资源,为地质灾害调查人员现场采集数据（如文字信息,灾害点空间信息,有关灾害点的语音、视频、图片信息,绘制灾害点平面图、剖面图、素描图等）和后期对灾害点的管理,提供了更直观、更快捷、更高效的技术支持手段。该软件利用GIS技术,将采集的数据以可视化的方式展现在地图平台上,直观地反映地质灾害及隐患点的空间分布、灾害类型、灾害危害等级等详细信息,为地质灾害调查提供技术支撑。     

多源遥感技术在降雨诱发勉县地质灾害调查中的应用

陕南秦巴山区地形地貌、地质构造和气候条件复杂，易发和频发滑坡、泥石流等地质灾害。由于该区地形高差大且植被覆盖率高，传统的人工地面调查排查在地质灾害的调查识别中难度较大，需借助先进的地质灾害监测识别技术方法。笔者综合采用光学遥感、合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）和无人机航测等多种技术手段，对陕南勉县“8.22”强降雨诱发的地质灾害进行应急调查与识别分析，探索多源遥感技术对降雨诱发型地质灾害的识别能力与有效性。研究表明，多源遥感技术在强降雨诱发区域性地质灾害的识别和应急调查中能够发挥重要作用，可大大减少现场工作时间，并能提供全方位、多角度和可视化的高精度遥感成果；光学遥感、InSAR、无人机航测等技术具有各自的优势和识别范畴，仅靠单一的技术手段难以完全有效地解决灾害隐患识别问题，建立一套多源遥感技术相互融合、优势互补的综合调查识别体系，是强降雨条件下区域性地质灾害快速调查识别与评价的有效途径。     

基于Quickbird影像的小堡崩塌群调查研究

遥感技术为地质灾害调查研究提供了新的途径和手段,已成为地质灾害调查研究的一种重要技术手段,特别是高分辨率的Quickbird卫星影像在地质灾害的调查研究中有着广泛的应用。笔者在研究汉源县小堡崩塌群时,采用Quickbird卫星影像,通过遥感数字图像处理,获得高精度的遥感影像图作为地质灾害遥感研究的数据源,并进行遥感解译,总结小堡崩塌群的遥感影像特征。根据遥感影像特征来判定其规模、稳定性、危害程度和发展趋势,并分析其形成条件和影响因素。     

基于光学遥感与InSAR技术的潜在滑坡与老滑坡综合识别

我国滇西北区域地质灾害频发,主要灾害类型为滑坡,对该区域进行滑坡类地质灾害隐患识别是有效的防灾减灾措施,传统的地质灾害隐患识别手段较为单一,且依赖大量的人力,调查效率较低。利用WordView2、Sentinel-1A、ALOS-2几种遥感卫星数据,进行Stacking-InSAR等技术的处理,得到多种光学卫星影像和InSAR处理的地表形变图,建立滇西北区域潜在滑坡与老滑坡的光学解译标志和InSAR识别标志,并进行多次目视解译和人工交互式解译。依据解译、识别成果,总结识别方法并进行野外调查验证。共识别潜在滑坡与老滑坡696处,为今后滇西北区域地质灾害调查与评价提供新的调查思路和技术参考。     

2015年嘉陵江上游燕子河流域地质灾害调查数据集

本数据集是依托2015年嘉陵江上游燕子河流域内崩塌、滑坡、泥石流和工程地质调查资料,根据中国地质调查局统一的标准和要求编制的。数据采集通过遥感解译、地面调查结合三维激光扫描、低空无人机航拍、综合地球物理勘探等工作手段获取。数据集包括滑坡数据223组、崩塌数据170组、泥石流数据44组,以及专门工程地质调查数据129组。数据集信息包括燕子河流域内崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的基本属性、产出的地质环境背景条件、发育特征与分布规律、孕灾的工程地质条件。通过野外数据现场采集、数据整理及校验、数据入库及审查等流程,以及完善的质量控制体系,确保了数据集的真实性、可靠性、准确性。该数据集全面提升了燕子河流域的地质灾害和工程地质调查精度,为该流域内崩塌、滑坡、泥石流的形成机理研究及易发性、危险性、风险性区划研究,提供了有效支撑,同时也为该流域地质灾害防治提供了可靠的基础数据。     

Potential of Satellite Remote Sensing and GIS for Landslide Hazard Assessment in Southern Kyrgyzstan (Central Asia)

Big landslides are one of the main natural hazards in Kyrgyzstan, which are concentrated in the foothills of the high mountain ranges along the Eastern rim of the Fergana Basin. Because of the high number of landslides and their occurrence over large areas there is a strong need for effective and objective landslide hazard assessment at a regional scale. In Kyrgyzstan satellite remote sensing data represent the only source of multitemporal information about surface conditions covering large areas. Against this background the goal is the development of a satellite remote sensing and GIS-based system for quantitatively oriented and spatially differentiated hazard assessment. During the presented pilot investigations in the area of the Upper Maili Suu river basin a methodological framework has been developed incorporating remote sensing and GIS techniques for various levels of information extraction. So far, methodological investigations have been focused on the potential of satellite remote sensing data from different optical (Landsat-(E)TM, ASTER, MOMS-2P) and radar (ERS-1/2) systems for the creation of an improved knowledge basis for hazard assessment. This includes landslide identification, generation of topographic information and characterization of the geological setting. The derived primary information have been analyzed in a GIS environment to gain an improved process understanding as a main prerequisite for successful hazard assessment. The results show that currently available satellite remote sensing data are suitable for landslide investigation in Kyrgyzstan. Full exploitation of their information potential requires combined analysis with other thematic information based on methods of interactive and automated information extraction.     

基于高分二号卫星数据的煤矿区地质灾害信息提取研究

随着遥感数据获取技术和能力的全面提高,遥感数据呈现出明显的大数据特征。发展适应于遥感大数据的智能分析和信息挖掘技术,成为当前遥感技术研究的前沿。高分二号（GF-2）卫星数据是我国首颗自主研发的亚米级高分辨率卫星数据,具有观测幅宽、重访周期短、高辐射精度、高定位精度等优势,为未来我国地质灾害的长期、动态地监测和研究提供了高精度、稳定可靠的数据源。本文选取安徽谢桥煤矿2015年1月8日的GF-2卫星影像为研究数据,在对煤矿区主要地质灾害遥感地学分析的基础上,采用面向对象的影像分析方法对研究区由采煤活动所诱发的地质灾害信息进行自动提取。结果表明：利用GF-2卫星数据能够有效地识别地质灾害体的位置、范围、形态等空间分布特征;面向对象的自动提取方法对于煤矿区大面积的积水塌陷盆地、小规模的塌陷坑和线性的地裂缝都有很高的提取精度,识别精度达90% 以上;基于逐层剔除的思路构建的提取规则,为GF-2数据在地质灾害调查和大数据分析中的应用提供了很好的技术支持,也为其它地物目标的提取提供了参考,但在特征的选择和阈值的设定上需要具体分析。     

基于层次分析法的多元信息成矿预测研究—以西藏洛扎地区为例

本文以正在开展公益性基础地质矿产调查项目的西藏洛扎地区为例,选取SPOT-6、ETM+数据,开展遥感地质解译;选取ASTER数据开展遥感蚀变异常提取;通过1∶5万水系沉积物测量,开展地球化学异常提取;结合已有地质资料等信息,提取该地区成矿影响因子。采用层次分析法对各影响因子进行综合分析,计算出各因子的权重值。利用GIS平台,建立了层次分析评判的综合信息成矿预测模型,圈定了6个成矿远景区,通过野外调查发现了铜铅矿化,为该地区地质矿产调查工作提供了技术支持。     

无人机影像在高陡边坡危岩体调查中的应用

在高陡边坡危岩体的调查中,复杂的地形条件经常限制工作的正常开展,如何快速准确地获取地质灾害信息一直是地质灾害调查研究中的难点之一。以往的研究中对无人机遥感技术在黄土、高原等地区应用有所报道,但对西南地区高陡边坡危岩体灾害调查的研究尚无报道。文章以锦屏二级水电站出线场边坡落石灾害所在区域为例,将无人机摄影测量技术应用于高陡边坡危岩体调查中,通过无人机倾斜摄影获取高分辨率遥感影像,开展遥感影像三维建模,进行地质灾害遥感解译,总结了无人机遥感系统在高陡边坡危岩体调查的技术流程。通过三维实景模型,精确地分析了落石灾害的空间分布、失稳模式及演化过程,查明了区域内危岩隐患点的分布特征;基于三维点云模型,提取出地质灾害体的属性信息,测得落石方量为11.7 m3,采用最小二乘法进行平面拟合,得到落石两组主控结构面产状为275.4°∠31.2°、103.5°∠63.3°。实践表明,无人机遥感技术在高陡边坡地区落石灾害调查中具有明显的可行性和优越性,可以较好地应用于高陡边坡危岩体调查中。     

藏东南艰险地区灾害地质调查思路与方法论述

地质灾害调查自20世纪90年代以来经历了多轮发展,目前演变为以孕灾背景调查和隐患点识别的灾害地质调查。“藏东南重要城镇和交通干线地质灾害调查”项目工作区位于西藏东南部,有工作程度落后、地质环境脆弱和工作条件恶劣等特点。项目主要从详实基础地质数据、地质灾害规律和孕灾背景调查评价和地质灾害隐患点识别等3个方面重点进行灾害地质调查工作。为了在藏东南特殊的环境中实现这些调查要求,应用了野外调查数据采集系统、InSAR、三维激光扫描、无人机航测遥感系统和简易观测等技术方法。并且总结了各类调查技术方法的适用性。通过总结经验和找到不足,从而为今后该地区的调查评价提供借鉴和参考。     

基于地质建造和流域地貌的河北省承德蟠龙湖地区大比例尺地质遗迹调查

基于地质建造分区和流域地貌演化理论，利用地质建造分析、DEM数字地貌、遥感解译、无人机和野外路线调查等技术方法组合，快速查明了承德蟠龙湖景区地质遗迹单体63处，丰富了景区的地质旅游资源，提升了景区的科学内涵。地质建造决定基础地质大类地质遗迹的内在“基因”，是地貌景观大类地质遗迹形成的物质基础，并通过岩性和构造影响地质灾害大类地质遗迹的发育。流域地貌演化影响基础地质大类地质遗迹的出露情况；是塑造地貌景观大类地质遗迹形成的主要地质营力，影响地质灾害大类地质遗迹发育。将地质建造和流域地貌相结合的思路贯穿整个地质遗迹调查全过程，初步形成“圈定潜力区—摸清家底—探究规律—总结方法”的大比例尺地质遗迹调查技术方法流程。大比例尺地质遗迹调查的目标是力求打通地质遗迹调查与地方需求、旅游产业发展的“最后一公里”，为地质遗迹保护与开发利用、美丽乡村与特色小镇建设提供科技支撑。