无人机在重大自然灾害中的应用与探讨

重大自然灾害往往会造成重灾区信息通讯中断和道路交通破坏,灾情传递受阻将导致抢险救灾盲目部署,继而造成更大的损失和次生灾害。因此,获取灾情成为重大自然灾害抢险救灾的首要问题。无人驾驶飞机(简称无人机)是一种新工具,能够越过山川河流阻隔,通过摄影、摄像或其他遥感手段获取灾情。通过在北川县曲山镇等地震灾区进行无人机获取灾害信息实验,在2010年玉树地震抢险救灾工作中实现了高原灾区无人机首次航拍,获取的高清图片为划分灾区范围提供了重要依据。鉴于上述实践和探索,介绍了无人机性能和影响无人机摄影的诸多因素,如天气条件、无人机航带航迹和高度、航片重叠率、图片拼接及校正等,对相机与地面影像分辨率的关系进行了介绍,还通过航拍图片和地面图片比对,总结出建筑物倒塌破坏识别的基本要则。     

微型无人机遥感系统在汶川地震中的应用

微型无人机遥感系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点,是遥感数据获取的重要工具之一。首先介绍了微型无人机遥感系统的组成,并设计了微型无人机遥感监测的技术流程,最后应用微型无人机遥感系统对"5.12汶川大地震"的重灾区北川县城进行了航拍,获得了107张高清晰的航空照片。通过图像拼接和几何校正,对比震前的卫星影像,对灾区的受灾情况进行了初步评价,取得了较好的效果。     

基于无人机影像的长宁地震建筑物震害提取与成因分析

2019年6月17日,四川省长宁县发生6.0级地震,对当地建筑造成严重的破坏.选取震中长宁县双河镇为研究区,通过获取地震前后的无人机遥感数据,建立无人机遥感解译标志,对地震灾区的建筑物受损情况进行解译.在解译基础上进行无人机遥感建筑物震害提取,获取研究区的灾情信息.将目视解译方法得到的结果和无人机低空视频拍摄的震害结果...     

秦岭钒矿集中开采区隐蔽性地质灾害早期识别研究

秦岭矿产资源开采区地质灾害具有形成条件复杂、隐蔽性强与识别难等特点。如何识别隐蔽性地质灾害是一难点。通过秦岭钒矿开采区地质灾害详细调查,主要从斜坡体岩性组合特征、斜坡岩体结构特征、高程、坡型、坡度以及采矿活动六个方面总结了该区域地质灾害发育规律。在此基础上,结合无人机航拍室内解译提出了一套适用于该地区的隐蔽性斜坡灾害早期识别方法,从而为矿山斜坡灾害预警与防治提供理论依据和技术支持。     

川藏铁路雅砻江深切峡谷区滑坡早期识别研究

川藏铁路自东向西横穿雅砻江段高山峡谷区,沿线滑坡地质灾害频发,且具有强隐蔽性、高突发性、强链状性、强破坏性等特点,严重威胁川藏铁路的建设和运营安全.为了实现对深切峡谷区重大滑坡地质灾害早发现早防范,采用孕灾环境条件分析、高精度遥感、InSAR监测技术、无人机航拍等"星-空-地"识别技术,对深切河谷滑坡进行早期识别.获取...     

基于Fluent强震区王家沟泥石流运动特征研究

为研究泥石流的运动特征,该文首次引入计算流体动力学软件Fluent,模拟研究泥石流在流通区和堆积区的运动状态及流体的液面范围.现场调查清水乡王家沟泥石流的基本特征,分析该泥石流的致灾因素.通过无人机拍摄获取流域DEM图,利用ArcGis、Mapgis、Auto CAD、Ansys等软件建立计算模型,将现场调查得到的泥石...     

我国地质灾害应急救援首用无人机三维建模技术

2014年8月7日上午．武警黄金部队将无人机快速三维建模技术用于地质灾害应急救援,这存我国尚属首次。 这架固定翼无人机学名为“单兵一号”。从起飞到降落,短短40分钟时间,“单兵一号”存海拔2600米的高度,拍摄了方圆10千米的影像资料,经专用软件后期处理,可快速形成地质灾害隐患点三维信息。与“单兵一号”配合,一架六旋翼无人飞行器同时对另一个滑坡体进行高精度观测。     

基于强化学习布谷鸟搜索算法的应急无人机路径规划

无人机可以在灾后救援中分析灾情,搜寻人员,提高救援的效率。为保证无人机在受灾区域的飞行安全,建立了较为全面的路径模型并提出了高效的求解算法：考虑路径长度、风险成本、高度成本和平滑程度四个指标,建立应急无人机路径规划模型;提出一种基于强化学习的布谷鸟搜索算法对模型求解。实验结果表明：提出的模型和算法能够更加有效地解决应急场景下的无人机路径规划问题,提升无人机在受灾区域飞行的安全性,为应急管理决策者规划出高质量的无人机救援路线。     

基于高分遥感影像的地震受灾建筑物提取与倒损情况快速评估

以鲁甸地震为例,基于灾后无人机航拍影像,利用均值漂移分割算法以及C5.0决策树分类算法,提取了受灾建筑物区域,并对建筑物倒损率与地震烈度进行了估算,经目视解译验证以及与官方发布地震信息比对,倒损率相对误差均小于5%,地震烈度估计则与真实信息完全吻合。同时,利用采样方法计算了真实倒损面积与分类倒损面积的比值系数,提出了对于同一地震、相似地貌、相似建筑物分布的不同区域的建筑物倒损面积评估模型,经验证,其相对误差最小可低达5.31%,从而实现了倒损面积更准确的快速评估。     

灾害监测无人机技术应用与研究

以汶川8.0级地震灾害中民政部门使用无人机采集数据、评估灾情、监测灾后恢复重建进展情况为例,总结灾害监测无人机技术在灾害救助过程中的积极作用,归纳其技术范围,分析其应用方法以及在地震灾害监测评估中的突出应用,指出其技术应用优势和不足。最后,从该技术发展现状、应用程度和减灾救灾应用需求角度出发,指出灾害监测无人机技术在灾害预警监测、快速评估、恢复重建等方面广泛应用前景,并提出建立与完善重大自然灾害应急无人机监测体系。     

陕南矿产资源开采区斜坡灾害失稳模式及影响因素分析

陕南秦岭矿产资源开采区地质环境脆弱,加之受到采矿工程活动的影响,区内地质灾害频发。以"秦岭及宁东矿产资源集中开采区地质环境调查"项目为依据,通过遥感解译、无人机航拍及野外实地调查,对陕南钒矿开采区斜坡灾害的发育特征及失稳模式进行了较为详细的调研。基于调查结果,将区内斜坡灾害归纳为滑移-压致拉裂、滑移-剪切-拉裂与弯曲-倾倒三种典型的失稳破坏模式,并对每种模式进行了实例分析。同时,结合斜坡灾害失稳模式及分布规律,探讨了坡形、坡向、坡度、岩性、岩层倾角、岩体结构、降雨及采矿等因子对斜坡稳定性的影响,并提出了各因子的影响程度区间。在此基础上,综合考虑各类影响因素,提出了针对性的防控对策。     

基于物质点法和极限平衡法公路沿线弃渣场危险性评价

公路沿线弃渣场的失稳破坏,不仅容易造成其下方道路和河流的堵塞,而且严重威胁人民的生命和财产安全.快速、准确和批量地评价公路沿线弃渣场危险性就显得十分必要.通过对公路沿线弃渣场进行遥感图像识别、无人机拍摄、现场调查及试验,确定了6个弃渣场危险性影响因子,运用物质点法对实体弃渣场进行了多因素多水平的数值模拟,得出各因子对弃...     

引入小型无人机遥感的滑坡应急治理勘查设计方法

小型无人机遥感发展迅猛并开始广泛应用于大范围地质灾害调查,但针对单体滑坡的较少。将小型无人机遥感技术引入到滑坡应急治理工程勘查设计实践中,阐述了小型无人机遥感的作用,介绍了勘查设计工作实施流程的变化以及关键技术方法,并给出应用实例。结果表明,在滑坡应急治理工程勘查设计中引入小型无人机遥感技术,既能大大减轻现场工作时间、强度和风险,也可显著提升工作效率和成果精度,还能丰富勘查设计过程及成果的形象直观表达,可以实现滑坡勘查设计目标。     

汶川大地震同震滑坡复活变形特征研究

同震滑坡复活具有不确定性、隐蔽性强和区域分布面积广等特点，往往被忽视，容易成为防灾减灾的盲区。该文根据同震滑坡堆积物变形复活所处的坡体位置和主要诱发因素，将复活类型划分为坡脚侵蚀型和坡面降雨型，基于InSAR技术、无人机多期航拍和地面调查数据，分别对青林沟滑坡和沙坝村滑坡变形特征、过程、原因进行分析，坡脚侵蚀型主要以“沟道侵蚀—坡体滑塌—坡体后退”模式变形和复活；坡面降雨型则以“颗粒运移—下渗增强—颗粒粗化—滑面发展”模式变形和复活。将InSAR技术应用于同震滑坡大范围和长时间序列变形监测，不仅是同震滑坡变形和复活研究的有效手段，对于地质灾害评价、预测与防治也具有参考意义。     

无人机在海上救生中的作用

正信息技术、通信技术、控制技术的快速发展,极大地推动了无人机系统的进步,促进了其在军用、民用领域的应用,特别是在军事领域的应用取得了显著效果。无人机携带的高清晰、低照度电视、热成像仪或者合成孔径雷达可以在5 000米以上高空不受海洋气流和云层干扰,长时间(大于24小时)对任务海区进行高效和不间断地观察、监视、搜索。因此,无人机在海上搜索的作用极大。     

一种面向灾害应急的UAV影像快速拼接方法

洪涝、地震等自然灾害发生突然,特别是对城郊设防水平较低地区,短时间内能造成巨大的损失.及时、准确、快速地获得足够的灾情信息是减灾救灾的前提;依靠无人机采集的灾区遥感影像越来越成为减灾部门提取第一手灾情信息的首选数据源.结合无人机影像特点,优化利用影像局部不变特征进行特征匹配,通过RANSAC算子剔除匹配粗差,并用变换优化法求取最佳变换模型参数,然后采用基于动态规划的最佳拼接缝搜索策略和加权平均相结合的融合策略,在保证灾害应急精度要求的前提下,很好地消除了拼接缝和“融合鬼影”现象,为城郊区应急情况下的灾情信息获取提供了新的技术手段和支持.     

轻小型无人机遥感在高山峡谷区山地灾害应急监测中的应用∗

高山峡谷区频发的山地灾害易堵塞河道形成堰塞湖,对下游城镇和重要基础设施影响极为严重。复杂的地形地貌环境中无法找到合适起降场地、航线规划不准、操作复杂等因素极大地限制了专业级无人机遥感系统在该区域的应用。针对高山峡谷区山地灾害发生后观测数据获取困难局面,探索将轻小型无人机应用于灾害应急监测。以藏东南深切峡谷地区102滑坡群2#滑坡、古乡沟泥石流为例,介绍了轻小型无人机遥感数据快速采集流程。基于航测影像数据对灾害现场进行三维模型快速重建,并将建模结果与三维激光点云模型对比,验证方法的可行性和准确性。结果表明:应急条件下基于轻小型无人机的山地灾害三维模型精度在分米级,平面方向精度高于高程方向,最大误差率低于9.7%。作为一种数据快速获取方法,可将其应用到山地灾害应急监测领域。     

有人/无人机协同森林灭火作战体系结构设计

有人/无人机协同灭火作为森林航空消防的全新模式是一项复杂的系统工程,以其为研究对象进行体系结构设计具有重要意义.该文以消防无人机、有人机行为模式和灭火能力分析为基础,综合考虑有人/无人机编队方法和控制流程,主要应用美国国防部架构框架的作战视点模型,重点分析各节点之间的交互关系及状态变化,创造性地构建了有人/无人机协同森...     

无人机遥感数据驱动下的滑坡动态可视化方法研究

传统滑坡模拟数据获取困难,模拟物理机理复杂,不利于媒体宣传、提升公众安全意识以及快速灾害应急。无人机技术的飞速发展能够为滑坡动态可视化快速提供重要的数据支撑,为此,该文拟重点开展无人机遥感数据驱动下的滑坡灾害动态可视化研究,通过探讨滑坡特征分析与信息提取、空间约束规则下的滑坡过程计算方法、数据驱动的滑坡可视化方法等关键技术,提出了基于无人机遥感数据的滑坡灾害快速动态模拟方法,研发了原型系统并进行案例试验。试验结果表明,该文的研究方法在无人机遥感数据支持下能够快速动态模拟滑坡演进过程,有助于为应急灾害、媒体宣传以及提升公众灾害风险意识提供重要的理论依据支撑。     

英国将斥8亿欧元购美“捕食者”无人机

据报道,英国或许将斥资约58亿元人民币购买26架美国“捕食者”无人机. 升级版的“捕食者”-BER无人机由位于圣地亚哥的通用原子航空系统公司生产,该机于2016年3月首秀.“捕食者”-BER无人机新翼展为24米左右,比原来的翼展长约4米,将该无人机的续航时间提升至40小时;该无人机可携带两个AGM-114“地狱火”导弹和其他武器.