地质灾害的无人机航测遥感解决方案

一、概述
   地质灾害是一种由自然因素或人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地区作用有关的灾害。我国为地质灾害多发、易发地区，地质灾害种类繁多，分布广泛，活动频繁，危害严重，每年因地质灾害造成的直接经济损失占自然灾害总损失的2 0 % 以上，直接影响了人民的生活，制约了社会的可持续发展。因此，我国地质灾害的防治形势十分严峻，防治任务十分繁重。
   滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡等是我国主要的的地质灾害类型，绝大部分发生在山区，灾区山高坡陡，交通和通讯极不发达，如何解决地质灾害的日常监测和灾后抢险以及灾情评估，提高抢险效率，这些都给地质灾害防治带来了很多困难。

    我公司自主研发的广州遥感GY-2电动无人机航测系统则很好的解决了这一难题，GY-2电动无人机航测系统是一种具有国内领先水平的短距、手抛、弹射起降自动驾驶无人飞行器系统，可用于执行地理信息测绘，资料收集、协调指挥、搜索、测量、通讯、监测、侦查等多种空中飞行任务。其特点表现为：机动快速的响应能力，数据快速获取和处理能力，飞机起降受场地和限制小，安全性和稳定性高，转场容易等，具有突出的实用性和性价比。小型无人机携带非常方便，到达一定区域后将其放飞，人员可以在安全地域内操控其飞行，并进行相关信息的实时采集、监控，灾时快速获取受灾区域的影像资料，为抢险救灾提供实时、准确的第一手信息。
二、无人机航测系统
   无人机航测系统主要构成包括：（一）飞行器系统：无人驾驶飞机、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统、发射回收系统；（二）任务载荷系统：遥感传感器及自动控制系统、DGPS/INS及稳定平台；（三）数据处理系统：传感器检校定标、全数字摄影测量系统。

1、遥感平台

 

系统安装界面

（2）软件模块
 Cloud-AT自动空中三角测量模块
 Cloud-DEM自动生成DEM模块
 Cloud-DOM自动生成DOM模块
 Cloud-DSM自动生成DSM模块
 测图功能模块
（3）技术特点
 工程设计最优化
 影像调用快速化
 生产作业快速化
 数据处理高效化
（4）主要功能：
 根据POS或GPS等飞行数据自动建立航带内和航带间模型间的拓扑关系网用于后面的全自动定向处理
 自动内定向（用于RC相机）：自动识别影像框标、提取框标子影像用于修正错误以及计算内定向参数
 根据航向自动修正影像的航偏角（保持飞行的原始影像原样进行空三，最后再按用户要求输出成果）
 自动提取定向点用于相对定向和建立平差网
 自动检查模型内定向点分布和数量是否合理、是否要追加点
 利用初始平差结果或者POS数据自动提取控制点子影像做高精度量测
 通过大量平差点以及快速平差算法完全剔除粗差点
 支持测区分块和合并平差计算
 支持无POS、无GPS、有POS、有GPS等条件下的空三平差
 支持有控制点和无控制点等条件下的空三平差
 立体影像匹配生成DEM、离散点内插DEM、TIN、定向点批量生成DEM、由TIN或离散点内插DEM
 DEM的批量修改与过滤、DEM差分、DEM的切割与合并
 由TIN生成等高线
 由DEM生成单幅正射影像、TIN生成单幅正射影像，DEM批量生成正射影像
三、行业应用
 地质灾害危险性评估
 减灾和防治
 灾情评估
 灾后救援
 灾后重建
 地质灾害与环境保护
四、数据产品
 数字正射影像（DOM）
 数字表面模型（DSM）
 数字高程模型（DEM）
 数字地形图（DLG）
 数字三维展示图
 各种灾情专题
 

　　我公司自主研发的无人机遥感平台广泛应用于测绘，地质灾害、消防抢险、公安、新闻媒体、航空摄影、空中考古、空中监视、植被调查、边境控制、特种部队和军队等众多不同的行业领域。其性能特点如下：
 采用世界著名品牌无刷电机，工作稳定，续航时间长，寿命长，耐撞击，耐高湿高（低)温环境工作。
 GY-2的机体采用碳纤维材料及轻质航材制造，碳纤维材料拥有更轻的重量和更高的强度。 机体采用分件集成机构，可以在极短时间内实现更换损坏部件恢复作业能力。
 基于模块化的设计理念，可以灵活地更换机载任务设备以适应不同的任务要求。从高分辨率的数码相机、多款视频解决方案到高端的红外热成像摄像机，GZ-2可以在不同的光线环境下执行各种的影像记录与传送任务。
 GY-2的地面站系统集成了先进的座舱仪表软件，只需指尖轻点就可以实时接收并查看完整的飞行数据及飞行器所拍摄的视频影像。
 GZ-2可以通过遥控器人工操控飞行，也可以借助GPS全球定位系统进行自动驾驶飞行，是目前国内同类无人飞行器产品中具有领先航程水平的携带单反相机进行航测的先进无人飞行器系统。
 飞行控制系统集成3轴MEMS加速度计、速率陀螺，GPS，空速传感器，及更高精度的全数字气压高度计和卓越的控制算法设计，操控因而变得非常简单，即使毫无遥控飞行的经验，也能够在很短的时间内学会其的操控飞行。
 GY-2拥有优秀的安全设计，支持全自动伞降；可连接超声波高度传感器实现全自动的滑跑降落，只需要在地面站上指定降落点与方向以及左右盘旋，飞控自动推算下滑航线。
 支持各种起飞方式的全自动起飞 。
 可以随时在地面站引导下中止飞行返回基地或采取应急手段，在盘旋区域进行伞降。
 作为一种电动无人飞行器，GY-2只有很低的功耗，一块机载电池支撑的续航时间可长达20分钟-50分钟(30km-50km）甚至更多（视载荷及周围环境如风速、环境温度等状况而定），而更换机载电池的操作不超过1分钟就可完成。
 通过使用选配的视频眼镜系统，您可以进行完美的超视距遥控飞行（最远可达50公里）。
2、地面站系统
 飞控系统采用GPS导航自主飞行，航点间距没有限制。
 地面站系统由230V的固定电源或12V的车载电源供电，一块电池可以支持地面站系统工作时间长达10小时。内置专业锂聚合物电池平衡充电器可以用来为机载电池充电。
 只需通过操作地面站的电脑便可获取飞行器的视频及飞行数据，也可轻松地把飞行纪录数据拷贝到CD或DVD中。
3、机载传感器 （选配）
 数码相机：总重不超过1500克的数码相机，单电相机，单反相机，均可承载
 日光型彩色摄像机：1080P高清专业DV
 微光黑白摄像机：0.0003Lux，570TV Lines PAL， f1.4
 红外热成像摄像机：7-14µm， 625TV Lines PAL
4、操作系统
　　基于Microsoft TM Windows TM操作系统的座舱仪表软件集成了飞行规划、飞行监控、飞行数据分析等多种功能于一身：
 可以实时接收并显示飞行器的各种飞行数据，包括电池电压、坐标、高度、方向、姿态、飞行时间、飞行速度、飞行路径、距起飞点的距离、环境温度、风速、电机工作状态、GPS状态等重要信息。
 飞行数据回放系统能够同步保存所有的飞行数据，用于航后的数据分析。
 即使在人工遥控飞行模式下，只要系统装有当前作业区域电子地图或影像地图数据，系统能够实时显示飞行器在地图上的位置。
5、数据处理系统（Cloud-ATVer.1.0）
（1）系统简介
　　全数字摄影测量系统Cloud-AT突破了传统航测在摄影比例尺、姿态角、重叠度等方面的严格限制，按严密数学模型能够处理现有所有面阵航摄胶片相机、数码相机、组合宽角相机（包括各种全景数码相机）的影像。通过普通飞机航摄、低空轻型机航摄、无人机航摄、无人飞艇航摄所获取的竖直摄影影像、交向摄影影像、倾斜影影像以及复杂航线多基线摄影影像；通过多视影像匹配自动构建空中三角测量区域网，能进行多达10000片影像的大区域网光束平差；配合低空遥感的高分辨率影像，实现高精度航测定位；并且能自动化生产数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）等产品。用Cloud-AT软件进行空三加密后可以直接DLG立体数据采集，同时也支持转换到VirtuoZoNT、SSK、航天远景等测图系统进行立体数据采集。