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行业应用丨地质灾害勘测空中“利器”:无惧复杂地形,无人机胜在精准高效

2023-07-25

地震,作为地质灾害中破坏力最强的形式之一,兼具高破坏力与难预测性,其后引发的次生灾害,更是让人不寒而栗。就拿最常见的山体滑坡来说,即便是受到小振幅的地震影响,也容易让原本不稳定的岩土体结构形成坍塌,一旦不注意防范将会大范围摧毁农田、房舍,毁坏森林、道路设施,造成巨大的生命财产、经济损失。

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以川西一处地灾高发地为例,该一级地灾隐患点位于汶川县龙溪沟地处四川省西北部、川西北高原和阿坝藏族羌族自治州东南部,一直活跃在我国最大的地震带上,频繁的地震活动令坍塌掉落成为常态,同时降雨影响所导致的山体滑坡现象更是严重威胁到龙溪沟、联合村、东门寨等多个村寨居民生命财产安全,因此第一时间对该危险区域进行评估,并及时规划防治应急工作已是刻不容缓。

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然而正如大部分滑坡高发区域,该区域地形十分复杂且实地勘察风险较高,以往人工踏查巡检、手持望远镜观测记录等传统勘测方式,危险且困难,复杂地形带来了诸多不确定性,可能发生的次生灾害极大威胁着勘测人员的生命安全。另一方面,传统探测方式难以进行数字化信息存档,整体勘测工作效率较低。为了解决这一难题,勘测领域近几年选择以无人机进行「代劳」。

相较传统方式,空中勘测的无人机正在成为勘测的首选。一般发生地质灾害的区域面积都不小,传统测量方法需要勘测员走遍整个被勘测区域,非常耗时且不安全,而无人机得益于高机动性,在勘测效率上明显要高上不少;传统测量方法不仅需要昂贵的设备,人工成本也很高,使用无人机能够减少专业设备、劳动力这方面的需求,有效降低成本。

考虑到传统测量方法需勘测人员深入偏远、敏感的区域,可能会对勘测环境造成破坏,使用无人机可最大限度减少对勘测环境的影响及干扰。

但在山区作业,对无人机的要求也更为苛刻。

例如丛林山区这类高海拔落差区域,就限制着无人机的起降操作,此外上面提到的勘测飞行面积大也隐藏着一个致命性的问题:信号遮挡严重,这将直接影响无人机的远程控制与图传信号质量。不过好在近几年推出的旗舰级无人机在影响飞行稳定性的外观材质、动力性能方面,以及增强远距离通信的微波技术上都有所侧重,实际勘测过程中均可轻松应对。

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恶劣环境下影响的不止是无人机,考虑到测区塌方、山体滑坡等事件时有发生,还限制着操控人员的作业时间。而归功于无人机极高的数据采集效率、持久飞行续航等优势,通常采集1平方公里的地面土方数据,传统方法需要至少几天到数周时间,而无人机一天之内就可以完成所需数据采集和输出,省去了繁琐的人工布控,效率提升十分显著。

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值得一提的是,丰富负载的配备也是无人机高效作业的关键所在。以知名无人机品牌大疆旗下推出的各式负载为例,其中的「大疆禅思L1」在激光雷达和测绘相机的配合下能够进行全天候、高效率的实时三维数据获取,测量精度达到了厘米级别,所返回的实时点云还能真实反映景物的色彩,让测绘图更加直观。

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而另一款「大疆禅思P1」则拥有着集成全画幅图像传感器、支持多款定焦镜头等优势,可高效率、高精度完成大面积建模作业。据悉将「大疆禅思P1」装载在大疆M300 RTK上仅需4架次140分钟,就能获取10平方公里的正射数据。

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像前文提到的川西地灾高发地案例,就是以大疆M350 RTK为勘测主体,并同步配备「禅思L1—赛尔102S V3—禅思P1」多款负载的形式,完成了对一级地灾隐患点的数据采集与建模任务。据了解大疆M350 RTK不单支持下置单云台、下置双云台、上置单云台,同时还具备E-Port开放接口,最多可同时搭载三个负载。


不止是负载到位,定位旗舰级无人机飞行平台的M350 RTK还支持最高飞行高度达7000m,以及最大12米/秒抗风能力。此外所搭载的全新4G模块解锁了最远可至20公里的图传距离,加之全新TB65双电池系统,更可从容应对航测作业高效轮转。

总的来说,以无人机空中勘测代替人工踏查巡检、手持望远镜观测等传统方式提升了作业效率,同时多维智能负载的配备所带来的数字化信息捕获,让测绘工作能够实时同步进行,以便灵活应对复杂地形所附带的时间束缚。

除了便捷作业外,保障一线工作人员的生命安全更是无人机广泛应用于各式危险探测的核心意义,无人机对于地质灾害勘测领域而言,已是不可或缺的存在。


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