地质灾害治理工程无人机航测应用指南（试行）

地质灾害治理工程无人机航测应用指南（试行）一、适用范围本指南规范了地质灾害治理工程全流程中无人机航测作业的技术要求、作业流程、质量控制、成果应用及安全管理，适用于滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等常见地质灾害治理工程的可行性研究、勘察、设计、施工、监测、竣工验收各阶段的无人机航测作业，也可适用于突发地质灾害应急排查与应急处置中的航测作业。二、术语与精度指标（一）基本术语1.无人机航测：利用无人驾驶航空器搭载航摄相机，获取测区航空影像，经内业处理生成地形、地物空间数据的测量技术，分为正射航测和倾斜航测两类。2.地面分辨率（GSD）：航摄影像单个像素对应的实际地面尺寸，单位为米。3.数字正射影像图（DOM）：经正射校正、镶嵌裁剪生成的带有坐标投影的航摄影像，可直观展示测区地形地物分布。4.数字高程模型（DEM）：表达地面高程的规则格网数据，为地质灾害分析、工程设计提供基础地形数据。5.三维实景模型：通过倾斜航摄影像重建的测区三维立体模型，可直观展示地质灾害体与治理工程的空间形态。（二）精度指标本指南依据《地质灾害防治工程勘察规范》（DZ/T0284-2015）、《无人机航空摄影测量规范》（CH/Z3005-2010），结合地质灾害治理各阶段需求，规定精度指标如下：

1.可行性研究/应急排查阶段：DOM地面分辨率≤0.5m，平面位置中误差≤0.5m，高程中误差≤1.0m；2.勘察设计阶段：滑坡、崩塌单体地质灾害DOM地面分辨率≤0.1m，平面位置中误差≤0.15m，高程中误差≤0.2m；泥石流流域DOM地面分辨率≤0.2m，平面位置中误差≤0.3m，高程中误差≤0.5m；3.施工过程与变形监测阶段：关键变形区及治理工程核心部位DOM地面分辨率≤0.05m，平面位置中误差≤0.08m，高程中误差≤0.15m；4.竣工验收阶段：测区整体DOM地面分辨率≤0.1m，关键工程部位DOM地面分辨率≤0.05m，平面位置中误差≤0.1m，高程中误差≤0.15m；所有成果坐标系统统一采用2000国家大地坐标系，高程基准采用1985国家高程基准。三、作业准备（一）仪器设备选型与检查根据测区范围、精度要求选择适配无人机平台：1.测区范围≥10km²的泥石流流域、群发性滑坡灾害调查，优先选择垂直起降固定翼无人机或长续航固定翼无人机，续航不低于90分钟，作业效率可达15km²/架次；2.测区范围≤10km²的单体滑坡、崩塌治理，优先选择多旋翼航测无人机，起降灵活，可适配高精度航测相机；航测相机要求：正射航测单相机像素不低于2000万，大区域作业不低于4500万；倾斜航测采用五拼倾斜摄影系统，单镜头像素不低于2000万，镜头畸变参数已知。配套设备要求：GNSS-RTK定位设备平面精度优于±(1cm+1ppm)，高程精度优于±(2cm+1ppm)；配备足量备份电池、信号增强设备、应急救援装备，作业前完成IMU校准、指南针校准、相机畸变校准、GNSS搜星测试，不合格设备不得投入作业。（二）资料收集与空域预备收集测区已有资料：包括测区1:5万、1:1万地形地质图，已有大地控制点成果，地质灾害初步调查报告，测区近7天天气预报，测区空域管制信息；航飞作业要求：多旋翼无人机航飞最大风速不超过6m/s，固定翼不超过10m/s，能见度不低于3km，禁止在雨天、雾天、正午强逆光条件下作业。提前1-3个工作日按照《通用航空飞行管制条例》向民航、空军管制部门申请作业空域与飞行计划，机场净空保护区内作业需额外征得机场管理部门同意。

（三）现场踏勘现场核实测区地形高差、周边障碍物（高压输电塔、通信基站、居民区、机场）分布，确认地质灾害体变形现状，选择安全起降场地：多旋翼无人机起降场地要求不小于5m×5m，开阔无遮挡；固定翼无人机起降场地要求不小于100m×30m，坡度不大于5°；起降场地必须布置在不受滑坡滑动、崩塌滚石、泥石流冲击威胁的安全区域，严禁在灾害体临空面、滑动主方向范围内设置起降场。四、航飞技术设计（一）航摄参数设计相对航高计算公式为：H=(f×GSD)/a，式中H为相对航高，f为相机焦距，GSD为设计地面分辨率，a为相机像元尺寸。

重叠度要求：正射航测航向重叠度60%-80%，旁向重叠度30%-60%；倾斜航测航向重叠度不低于70%，旁向重叠度不低于60%；地形高差大于100m的区域，重叠度提高10%-20%，避免地形遮挡造成的漏飞。

航带布设：地形高差大于（二）像控点布设与测量像控点是保障航测成果精度的核心，布设要求如下：1.点位选择：选在视野开阔、影像纹理清晰的地面拐点，如道路转角、田埂拐角、平整岩石平台，避开树荫、建筑物遮挡，点位目标尺寸大于3倍GSD；2.标志制作：采用红漆喷制50cm×50cm的L型或十字形标志，中心绘制10cm×10cm红色中心点，便于内业刺点识别；3.布设密度：可行性研究阶段每1km²-2km²布设1个平高控制点；勘察设计阶段每0.2km²-0.5km²布设1个平高控制点；变形监测阶段每0.05km²-0.1km²布设1个平高控制点；测区四周至少各布设1个控制点，测区内检查点数量不少于总控制点数量的10%；

4.免像控调整：采用PPK/RTK动态差分定位的无人机，可适当减少像控点数量，但测区四周、地形突变区域仍需布设不少于3个像控点用于成果校正，不得完全取消像控点。像控点测量采用GNSS-RTK静态测量或动态RTK测量，平面精度优于0.05m，高程精度优于0.1m，测量后记录点号、坐标、现场照片存档。五、外业航飞作业（一）起飞前检查起飞前核对飞行计划与空域，检查电池电量满足全程飞行加返航余电要求（剩余电量不低于25%），GNSS搜星数量不少于15颗，信号强度不低于40dB，检查遥控器信号链路稳定，相机快门、存储正常，清理起降场无关人员与障碍物，确认风速符合要求。

（二）飞行作业管控无人机起飞后爬升至预定航高，按照预设航线自主飞行，地面作业人员全程监控飞行状态、信号强度、剩余电量，严禁擅自偏离航线；若发生信号丢失，启动自动返航功能，不得盲目手动操作；若遇突发大风、降雨等恶劣天气，立即引导无人机返回安全起降场。（三）航后现场检查航飞结束后，现场检查影像覆盖范围、重叠度、清晰度，确认无漏飞、无模糊过曝影像，不合格区域立即安排补飞；突发地质灾害应急作业中，若受条件限制无法立即补飞，需在成果报告中明确缺陷区域与精度偏差。六、内业数据处理（一）数据预处理整理航摄影像、POS位置姿态数据、像控点坐标数据，剔除模糊、过曝、欠曝的不合格影像，对航片进行镜头畸变校正，导入POS数据校正航片位置误差。（二）空三加密导入预处理数据，自动提取影像特征点，匹配区域网连接点，人工刺出所有像控点，进行区域网平差计算；平差后要求：像控点平面残差不大于1/2倍GSD，高程残差不大于1倍GSD，残差超差的点位需检查刺点误差，重新刺点平差，直至满足精度要求。（三）成果生成根据项目需求生成对应成果：1.基础测绘成果：生成DOM、DEM、DSM，DEM生成需对DSM进行滤波处理，去除植被冠层、建筑物的高程干扰，得到真实地表高程，DEM格网尺寸不大于2倍GSD；2.三维实景成果：倾斜航测生成OSGB格式或LAS格式的三维实景模型，建模整体成功率不低于95%，灾害体、治理工程关键部位不得存在模型漏洞；

3.专题成果：提取地质灾害体边界、工程范围等矢量数据，生成变形监测专题图、工程量计算文件。七、成果质量检查与验收（一）过程检查空三加密完成后检查平差精度、连接点匹配精度，成果生成后检查成果覆盖范围、坐标系统，过程检查不合格的成果不得进入下一环节。（二）最终精度检查采用外业实测检查点法检查精度，检查点数量不少于10个，均匀分布于测区不同地形类型，平面中误差、高程中误差符合本指南规定的对应阶段精度要求即为合格；DOM目视检查要求影像清晰、色调均匀、无重影错漏；三维模型检查要求纹理清晰、无大面积变形、关键部位无漏洞。（三）成果验收提交成果验收需提交以下资料：航飞空域申请文件、飞行作业记录、POS数据、像控点测量成果、空三加密报告、DOM/DEM成果文件、三维模型文件、质量检查报告，所有成果存储为通用地理数据格式，便于后续使用。八、地质灾害治理各阶段应用要求（一）可行性研究与应急排查阶段针对大流域泥石流、群发性滑坡、突发地质灾害，无人机航测可在1-2天内完成数十平方公里测区的数据获取，效率为传统人工地面测量的5-10倍，成本降低40%以上，可快速获取全区域DOM、DEM，准确圈定灾害体影响范围，计算滑坡总方量、泥石流物源总量，误差控制在8%以内，为灾害风险评估、治理方案比选提供基础数据，解决了突发灾害后人工排查速度慢、风险高的问题。

（二）勘察设计阶段高精度无人机航测可获取满足1:500-1:2000地形图测绘要求的成果，对于高位崩塌、高危活跃滑坡等人员无法到达的区域，可消除勘察测量盲区；工程技术人员可在高精度DOM上解译地质结构面、圈定滑动边界、危岩块体分布，计算灾害体方量精度可控制在5%以内，远高于人工断面测量10%-15%的误差水平；三维实景模型可直观展示灾害体空间形态，辅助设计人员优化治理工程布置，提高设计效率与设计合理性。

（三）施工阶段应用施工前通过无人机航测获取原始地形，施工过程中每1-2个月定期航测，通过不同时期地形数据差分对比，可自动计算开挖量、填筑量，工程量计算精度优于3%，解决了传统人工测量工程量误差大、甲乙双方争议多的问题；通过不同时期DOM与三维模型对比，可直观统计工程完成量，管控施工进度，减少人工现场核量的工作量，降低山区作业安全风险；还可通过航测实时监控灾害体后缘裂缝、危岩松动情况，提前发现施工安全隐患，预警风险。

（四）变形监测阶段应用无人机航测可实现地质灾害治理后的面状变形监测，弥补了传统GPS点监测仅能获取单点变形、空间覆盖率低的不足，也降低了合成孔径雷达InSAR监测的成本，适合中小型地质灾害的常态化监测；定期获取测区DEM后，通过点云差分匹配计算，可识别尺寸大于1倍GSD的变形，高程变形检测精度可达±2cm-±5cm，满足地质灾害变形预警要求；雨后可快速航测排查变形，及时发现异常变形区域。（五）竣工验收阶段应用竣工验收阶段，无人机航测可快速获取治理工程竣工后的整体正射影像与三维模型，核对治理工程实际完成范围、尺寸参数，对比设计图纸核查工程量完成情况，检查治理工程布局是否符合设计要求，成果可作为竣工验收的基础档案资料永久留存，相较于人工测绘，成果直观可追溯，避免了验收争议。九、安全管控（一）人员安全管控作业人员必须经过专业培训，按照《民用无人机驾驶航空器操控员管理规定》取得对应资质，空重大于7kg的无人机作业必须持证上岗；现场作业前必须开展安全技术交底，明确灾害风险，严禁作业人员进入变形活跃的滑坡体、危岩区布设像控点