原標題：無人機助力皖江經濟帶地質災害快速識別
來源于《中國地質調查成果快訊》

摘要：通過利用無人機對皖江經濟帶中典型地質災害體的三維實景建模，總結歸納出了適用于當地環境的地質災害識別標志及影像特征。利用這些識別標志和影像特征可以對突發性地質災害進行精準識別和快速勘查，并在現場可以提供初步的地災勘查報告，為救援工作提供數據支持。

1.項目概況

2016年6月，受安徽省國土資源廳委托，安徽省勘查技術院承擔了“無人機在地質災害快速識別中的應用研究”項目。項目周期為2016年6月—2018年6月。主要任務是選擇皖江經濟帶中的大別山區、皖南山區已進行勘查且具典型特征的崩塌、滑坡、泥石流地質災害體，采用無人機航測技術，對地質災害體影像特征進行識別，輔以實地核查驗證，建立地質災害體快速識別的標志及影像特征，實現地質災害的快速、全天候、無盲區識別，為安徽省皖江經濟帶的突發性地質災害防治工作提供技術支持。

2.成果簡介

（1）建立地質災害體三維影像模型，獲取地質災害體快速識別標識及影像特征。選擇大別山區以及皖南山區65處已進行勘查且具有典型特征地質災害點，以無人機為載體，采用傾斜攝影實景建模技術，對典型地質災害點進行攝影測量，建立地質災害體的三維影像模型，根據三維影像特征進行地質災害體識別，建立了地質災害體快速識別標識及影像特征，識別標識有滑坡壁、滑坡周界、倒石堆、臨空面、滑坡舌、滑坡鼓丘等，以前四種為效果最佳。

（2）總結出了一套利用無人機攝影進行地災調查的流程和地質災害體的識別方法。利用此方法可以對突發性地質災害進行快速識別，為地災的應急指揮提供現場的真實數據，指導應急救援部門制定詳細的救援計劃。同時，對應不同類型災害有不同的識別標志。滑坡識別標志：滑坡體、滑坡周界、滑坡壁、滑坡臺階、滑動面、滑動帶、滑坡舌、滑坡床等。崩塌識別標志：孤立山嘴、凹形陡坡、坡體、裂隙、臨空空間等。泥石流識別標志：溝谷上游呈V型狀、中游山谷狹窄、下游落差大和大量松散土石等。

滑坡的特征識別和快速勘查：太平鎮滑坡位于太平湖風景區內公路邊，地理坐標：東經118°1′52.66″，北緯30°21′53.10″。隱患點下方為旅游區公路，地表巖性為第四系坡積物，地表植被發育較好，多為雜草灌木。從太坪鎮滑坡模型的截圖中可以快速識別出滑坡地質災害的幾個比較重要的特征，如滑坡壁、滑坡周界、雙溝同源、滑坡舌和滑坡鼓丘。識別出來特征后可以對這些特征進行定量化的量測，為地質災害的快速勘查提供數據支撐。

圖1 太平鎮滑坡識別特征圖

紅色—滑坡壁；綠色—滑坡周界；黃色—雙溝同源

崩塌的特征識別和快速勘查：崩塌點位于黃山風景區西海大峽谷的谷底（圖2），谷中有一條高差達500m的地軌纜車，這條纜車承擔著每天近4000名游客的上、下運送工作。崩塌的發生后損壞了纜車的兩個腳架，對人員的生命安全和財產造成了重大危害。崩塌點的位置在兩個山峰的中間，地勢險惡，現場測量人員不能夠到達崩塌體附近進行勘查。通過對災害的三維建模，可以從三維模型中看出，1#崩塌體的中心位置正好位于石塊中間，并量測出崩塌體得長、寬、高分別為6.19m、2.89m和1.08m，體積約為19m3，距離谷底高達55m。底座碎石較多，基座支撐較軟，碎石中夾雜著一些黃色土壤。如果出現陰雨天氣，土壤會減少基座碎石的摩擦力，增大崩塌體向東側滑動的可能性。詳細參數的獲取為其制定治理方案提供了數據支持。

圖2 黃山風景區西海大峽谷崩塌災害點三維模型量測圖

泥石流的特征識別和快速勘查：篁村泥石流溝位于楊村鄉篁村村西南側，山口—山頭村通公路南側，桃源河右岸，距楊村鄉約10km。溝口地理坐標：東經118°09′06″，北緯29°57′30″。篁村泥石流為流向北偏西的狹長急陡沖溝，高度差為193m，兩側山體多呈直線坡及凸型坡，該溪溝有數條小型沖溝匯流而成，溝谷呈V型谷，溝槽最寬處170m左右，河道寬2~3m，深度一般2~3m，在沖溝交匯處溝道深達3~5m。從模型上可以很明顯的的看出來篁村泥石流具備了泥石流的三個典型特征。溝谷上游形成區三面環山、山坡陡峻，溝域平面形態呈V型狀、漏斗狀、中游流通區山谷狹窄、谷床縱坡降大，下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原。溝谷上、下游落差大，溝谷兩側斜坡坡度大于25°。有豐富的松散物質，溝谷兩邊滑坡、垮塌現象明顯，植被不發育，能夠匯集較大水量、保持較高水流速度的溝谷。這些特征的識別可以很精確的鎖定地質災害體的形態和規模，快速的建模效率可以大大提高現場勘查的工作時間。

（3）形成快速建模方法。通過項目實施，形成了快速數據采集方法和快速數據處理方法，提高了應急災害現場勘查的效率，減少了勘查時間。

快速數據采集方法：采用消費級無人機大疆精靈四對地質災害體進行快速三維建模（圖3）。快速建模需要手動飛行，準備時間較短，可以控制飛行速度，無需做下視方向的數據采集，采用環繞目標點的飛行方式對目標體的側面進行數據采集。因此，可以控制目標區域的重點數據采集量，大大減少數據處理時間。

快速數據處理方法：在做數據處理時，空三之前可以先降低影像采樣率，空三完成進行建模時，選擇建模精度為中等，這樣可以用最短的建模時間重建地災點的三維模型。以黃山汪泗鄔滑坡為例，數據采集20min，數據處理60min，總計耗時80min。

圖3 快速數據采集時相機曝光位置

3.成果意義

利用無人機進行地質災害三維建模后，可以對地質災害體有新的發現和認識，對發現未知的隱患有極大幫助；可以解決地面調查人員到達不了高位危巖體現場的問題，極大提高核查效率；并且可以在短時間內精確的讀取現場的測量數據和影像數據，獲取整個地質災害的全面信息，為安徽省突發的地質災害防治工作提供技術支持。無人機在地質災害快速識別已成功應用到黃山風景區的以及景區周邊的地質災害的應急處理中，在應用過程中得到了勘查和設計單位的認可。

（安徽省勘查技術院 郭猛猛供稿）