我國(guó)是世界上地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重、受威脅人口最多的國(guó)家之一，加強(qiáng)地災(zāi)防治研究迫在眉睫。而無(wú)人機(jī)航測(cè)作為一項(xiàng)新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍高分辨率圖像的快速采集，在地災(zāi)調(diào)查研究中得到有效應(yīng)用。

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，同時(shí)位于我國(guó)最大地震帶上，也是 512 汶川地震重災(zāi)區(qū)。

區(qū)域內(nèi) 50 萬(wàn)平方米的滑坡體，每天都存在坍塌掉落的情況，極易發(fā)展成滑坡塌方。尤其是當(dāng)下雨季，該區(qū)域如遇雨天可能導(dǎo)致滑坡，甚至在山腳處形成堰塞湖等險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅多個(gè)村寨居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估與防治應(yīng)急預(yù)案工作需要，由地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)） 發(fā)起，大疆行業(yè)合作伙伴成都九江偉業(yè)承辦，全面收集該區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)，用于地災(zāi)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，并提供災(zāi)情的有效評(píng)估。

本次測(cè)區(qū)的一級(jí)地災(zāi)隱患點(diǎn)為 0.59 平方公里的滑坡體，為了對(duì)滑坡體走向進(jìn)行精準(zhǔn)研判，需要獲取更大范圍地理數(shù)據(jù)，并采集重點(diǎn)區(qū)域高精度數(shù)據(jù)模型。為此，汶川縣龍溪溝地災(zāi)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以下航測(cè)區(qū)域——

1、正射影像+激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，3.3 平方公里（下圖藍(lán)色區(qū)域）

2、三維模型，1.3 平方公里（下圖黃色區(qū)域）

3、當(dāng)前災(zāi)害點(diǎn)滑坡體范圍，0.59 平方公里（下圖紅色區(qū)域）

4、當(dāng)前災(zāi)害點(diǎn)重點(diǎn)滑坡體位置，貼近攝影測(cè)量，0.12 平方公里（下圖綠色區(qū)域）

測(cè)區(qū)范圍

項(xiàng)目面臨諸多難點(diǎn)。首先是大面積、高落差的地理環(huán)境：汶川龍溪溝測(cè)區(qū)面積達(dá)到 3.3 平方公里，總飛行面積達(dá) 4.8 平方公里。測(cè)區(qū)最高海拔 2527 米，最低海拔 1435 米，落差超 1000 米，這對(duì)無(wú)人機(jī)起降點(diǎn)、平均分辨率提出很高要求。

測(cè)區(qū)全景

其次，該區(qū)域山體存在嚴(yán)重裂縫、斷裂等地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，上方道路卡點(diǎn)，無(wú)法通行；下方道路大部分處于塌方危險(xiǎn)區(qū)域，傳統(tǒng)人工測(cè)繪作業(yè)無(wú)法完成任務(wù)，而區(qū)域內(nèi)僅 1 處地點(diǎn)便于起飛和充電續(xù)航，這對(duì)無(wú)人機(jī)圖傳信號(hào)是極大的考驗(yàn)。

此外，變化莫測(cè)的天氣情況，給航測(cè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。由于作業(yè)后續(xù)幾天降溫降雨，塌方變形隨時(shí)發(fā)生，外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)間僅 2 天，任務(wù)重，時(shí)間非常緊張。

除了復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，整個(gè)項(xiàng)目對(duì)作業(yè)精度還有著高要求：為滿(mǎn)足測(cè)區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況和地災(zāi)情況的深度分析，采集的數(shù)據(jù)需達(dá)到 1.5cm 的分辨率要求，部分高危地災(zāi)點(diǎn)需要進(jìn)行毫米級(jí)高精細(xì)模型重建。

經(jīng)過(guò)綜合考慮，項(xiàng)目組投入 1 臺(tái) DJI Mavic 3E、1 臺(tái) DJI M350 RTK 無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)。前期勘測(cè)上，采用 Mavic 3E 觀測(cè)測(cè)區(qū)高壓線(xiàn)、錄制滑坡體實(shí)況和采集全景數(shù)據(jù)；外業(yè)數(shù)據(jù)采集上，采用飛行性能強(qiáng)大的 M350 RTK 進(jìn)行作業(yè)。

DJI M350 RTK

得益于 M350 RTK 的全新圖傳系統(tǒng)，“ O3 圖傳行業(yè)版+ 4G 增強(qiáng)圖傳”強(qiáng)強(qiáng)組合，支持多路圖傳數(shù)據(jù)傳輸，為作業(yè)帶來(lái)極大保障：

在山區(qū) 3 平方公里的數(shù)據(jù)采集中，工作人員均在同一地點(diǎn)作業(yè)，中途無(wú)轉(zhuǎn)場(chǎng)，節(jié)約了外業(yè)時(shí)間。另外，在山區(qū) O3 圖傳被遮擋時(shí)， 4G 增強(qiáng)圖傳有效保障圖傳穩(wěn)定，作業(yè)人員無(wú)需靠近滑坡體，即可實(shí)現(xiàn)安全飛行。

在項(xiàng)目時(shí)間緊張情況下，M350 RTK  配合全新 TB65 電池，電池放電溫升更低，無(wú)需耗費(fèi)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間等待電池降溫，高效循環(huán)作業(yè)。

TB65 電池

M350 RTK 可通過(guò)搭載不同負(fù)載，獲取激光點(diǎn)云、傾斜攝影、貼近攝影等數(shù)據(jù)，外業(yè)采集主要分為三個(gè)步驟——

第一步：為應(yīng)對(duì)測(cè)區(qū)面積大、落差大的難題，項(xiàng)目組利用 DJI RC PLUS 遙控器內(nèi)置的 DSM 文件，采用仿地飛行的方式，通過(guò) M350 RTK 搭載 DJI L1 獲取雷達(dá)數(shù)據(jù)。

一方面，激光雷達(dá)具有極強(qiáng)穿透性能，能夠穿透地物獲取真實(shí)、精確的地表模型信息，提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的可靠性和精確度，對(duì)于災(zāi)害的預(yù)警、防治等具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)；另一方面，利用 L1 采集數(shù)據(jù)，快速生成精細(xì)化 DSM 文件，為后續(xù)貼近攝影測(cè)量提供安全保障。

DJI L1 采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)

生成 DSM 保障精準(zhǔn)的仿地飛行

第二步：M350 RTK 搭載第三方五鏡頭相機(jī)，通過(guò)仿地飛行高效采集實(shí)景三維數(shù)據(jù)，用于識(shí)別是否有地災(zāi)隱患存在等重要信息獲取。

第三步：利用 DJI L1 采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成精細(xì)化 DSM 文件，M350 RTK 搭載全畫(huà)幅測(cè)繪相機(jī) DJI P1 ，進(jìn)行貼近攝影測(cè)量作業(yè)，設(shè)置航高 40米，航向重疊率 70%，旁向重疊率 80%，完成 7 個(gè)架次作業(yè)，分辨率優(yōu)于 5mm。

在 2 天的外業(yè)時(shí)間里，M350 RTK 飛行總時(shí)長(zhǎng) 8.5 小時(shí)，共飛行 21 架次，采集 338GB 數(shù)據(jù)。大疆智圖輸出的作業(yè)成果，整體達(dá)到 1.5 cm的分辨率要求，貼近攝影測(cè)量分辨率達(dá)毫米級(jí)。

在汶川縣龍溪溝地災(zāi)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，DJI M350 RTK 在落差高、信號(hào)弱等環(huán)境復(fù)雜的考驗(yàn)下，實(shí)現(xiàn)免相控測(cè)繪作業(yè)，高效可靠地完成航測(cè)任務(wù)。利用傾斜攝影+貼近攝影技術(shù)，成功獲取了汶川縣龍溪溝的地災(zāi)數(shù)據(jù)，為地災(zāi)解譯工作的重要數(shù)據(jù)支撐，有效反映出各類(lèi)地災(zāi)隱患的特征，為預(yù)防和治理隱患點(diǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

無(wú)人機(jī)航測(cè)具備機(jī)動(dòng)靈活、自動(dòng)化程度高、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，在地理信息測(cè)量展現(xiàn)巨大發(fā)展?jié)摿Γ瑥氐赘淖円揽咳斯?shí)地調(diào)研、耗時(shí)且危險(xiǎn)的地災(zāi)調(diào)查方式，其生成三維模型在滑坡、崩塌、危巖體等災(zāi)害早期識(shí)別效果顯著。未來(lái)，大疆行業(yè)應(yīng)用將充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，助力地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作，筑牢人民生命財(cái)產(chǎn)的“安全線(xiàn)”。