在災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中，無(wú)人機(jī)航測(cè)建模憑借快速部署、大范圍覆蓋和高精度三維建模能力，成為災(zāi)情評(píng)估、救援決策和災(zāi)后重建的核心技術(shù)支撐。其應(yīng)用流程需結(jié)合災(zāi)害類型（如地震、洪水、滑坡）和應(yīng)急階段（災(zāi)情速報(bào)、救援規(guī)劃、災(zāi)后評(píng)估）的特點(diǎn)，形成 “快速響應(yīng) — 數(shù)據(jù)采集 — 建模分析 — 決策支持” 的閉環(huán)，具體流程如下：
在災(zāi)害發(fā)生前，需針對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域（如地震帶、山區(qū)、城市低洼區(qū)）制定無(wú)人機(jī)航測(cè)預(yù)案，確保災(zāi)害發(fā)生后能快速啟動(dòng)響應(yīng)：
設(shè)備與團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備
- 配備適應(yīng)不同場(chǎng)景的無(wú)人機(jī)（如多旋翼無(wú)人機(jī)用于小范圍精細(xì)測(cè)繪，固定翼無(wú)人機(jī)用于大范圍快速覆蓋）、高分辨率相機(jī)（2000 萬(wàn)像素以上）、備用電池、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，以及具備夜間作業(yè)能力的夜視 / 熱成像設(shè)備（針對(duì)夜間救援或火災(zāi)場(chǎng)景）。
- 組建包含飛手、數(shù)據(jù)處理員、災(zāi)害分析專家的團(tuán)隊(duì)，明確分工（如飛手負(fù)責(zé)安全飛行，數(shù)據(jù)處理員負(fù)責(zé)快速建模，專家負(fù)責(zé)災(zāi)情解讀）。
空域與權(quán)限申請(qǐng)機(jī)制
- 與當(dāng)?shù)乜展懿块T建立應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，簡(jiǎn)化災(zāi)害期間無(wú)人機(jī)飛行的空域?qū)徟鞒蹋ㄈ缤ㄟ^(guò) “應(yīng)急綠色通道” 實(shí)現(xiàn) 1 小時(shí)內(nèi)完成審批），避免因空域限制延誤數(shù)據(jù)采集。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)儲(chǔ)備
- 提前獲取風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)（如高精度地形圖、衛(wèi)星影像、建筑物分布矢量圖），作為災(zāi)后建模的 “基準(zhǔn)底圖”，便于對(duì)比分析災(zāi)情變化（如建筑物損毀前后的差異）。
此階段的核心目標(biāo)是 **“快速獲取災(zāi)情全貌，為救援力量部署提供依據(jù)”**，需在保證安全的前提下優(yōu)先完成關(guān)鍵區(qū)域的數(shù)據(jù)采集與建模：
飛行區(qū)域規(guī)劃
- 根據(jù)災(zāi)害類型鎖定重點(diǎn)區(qū)域：
- 地震 / 滑坡災(zāi)害：優(yōu)先覆蓋房屋密集區(qū)、道路沿線、橋梁等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，明確倒塌建筑范圍、道路阻斷點(diǎn)。
- 洪水災(zāi)害：重點(diǎn)測(cè)繪淹沒(méi)區(qū)邊界、水深分布（結(jié)合激光雷達(dá)或水質(zhì)傳感器）、被困人員可能的聚集點(diǎn)（如屋頂、高地）。
- 火災(zāi)災(zāi)害：聚焦火場(chǎng)范圍、火勢(shì)蔓延方向、未燃燒的安全區(qū)域，輔助判斷火勢(shì)控制策略。
- 采用 “先大范圍普查，再小范圍詳查” 的策略：先用固定翼無(wú)人機(jī)以低分辨率（如 5cm 像素）快速覆蓋全域（100 平方公里 / 小時(shí)），識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；再用多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行高分辨率（1cm 像素）精細(xì)拍攝。
快速數(shù)據(jù)采集
- 飛行參數(shù)設(shè)置：
- 飛行高度：根據(jù)精度需求調(diào)整（如大范圍普查用 100-200 米高度，精細(xì)測(cè)繪用 50-80 米高度），確保影像重疊度（航向重疊 80% 以上，旁向重疊 70% 以上），滿足快速建模的匹配需求。
- 避障與安全：開(kāi)啟無(wú)人機(jī)避障功能，避開(kāi)障礙物（如倒塌建筑、高壓線）；在復(fù)雜地形（如山區(qū)滑坡區(qū)）采用手動(dòng)飛行模式，由經(jīng)驗(yàn)豐富的飛手操控，避免無(wú)人機(jī)墜機(jī)。
- 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳：通過(guò) 4G/5G 模塊將拍攝的影像實(shí)時(shí)傳回地面站，便于數(shù)據(jù)處理員提前預(yù)處理，縮短建模時(shí)間。
快速建模與初步分析
- 采用輕量化建模軟件（如 ContextCapture 快速模式、Pix4D Mapper 應(yīng)急版），基于采集的影像快速生成正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）和簡(jiǎn)化三維模型，建模時(shí)間控制在 2-4 小時(shí)內(nèi)（小范圍區(qū)域可壓縮至 30 分鐘）。
- 初步分析內(nèi)容：
- 劃定災(zāi)情等級(jí)區(qū)域（如 “極重災(zāi)區(qū)”“受影響區(qū)”），統(tǒng)計(jì)倒塌 / 受損建筑物數(shù)量、道路阻斷長(zhǎng)度、淹沒(méi)面積等關(guān)鍵指標(biāo)。
- 標(biāo)注潛在救援點(diǎn)（如被困人員位置、可通行的臨時(shí)救援通道），通過(guò)疊加基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如人口分布）估算受困人數(shù)。
隨著救援工作展開(kāi)，需通過(guò)高精度三維建模提供更詳細(xì)的災(zāi)情信息，支撐救援方案優(yōu)化和資源調(diào)配：
精細(xì)航測(cè)補(bǔ)充采集
- 針對(duì)初步建模中發(fā)現(xiàn)的 “疑點(diǎn)區(qū)域”（如疑似有被困人員的建筑廢墟、未明確的道路塌陷深度），采用傾斜攝影（多角度拍攝）或激光雷達(dá)（LiDAR） 進(jìn)行補(bǔ)充采集：
- 傾斜攝影：通過(guò) 5 個(gè)方向（垂直 + 4 個(gè)傾斜 45°）的相機(jī)拍攝，獲取建筑物側(cè)面紋理，明確倒塌建筑的堆疊形態(tài)（如判斷廢墟下是否存在生存空間）。
- LiDAR：在植被茂密區(qū)（如山區(qū)滑坡后被樹(shù)木覆蓋的區(qū)域）或煙霧 / 粉塵干擾嚴(yán)重的場(chǎng)景（如地震后的揚(yáng)塵區(qū)），利用激光穿透性獲取地面真實(shí)高程，識(shí)別被遮擋的救援通道或被困點(diǎn)。
高精度三維建模與多維度分析
- 生成厘米級(jí)精度的三維模型（如 1:500 比例尺），結(jié)合點(diǎn)云數(shù)據(jù)（LiDAR 采集）和影像紋理，實(shí)現(xiàn)以下分析：
- 救援路徑規(guī)劃：在三維模型中模擬救援車輛 / 人員的通行路線，避開(kāi)塌陷區(qū)、積水區(qū)，計(jì)算最短救援距離（如從救援基地到被困點(diǎn)的最優(yōu)路徑）。
- 危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)警：通過(guò)模型分析邊坡穩(wěn)定性（如計(jì)算滑坡體的坡度、體積），預(yù)測(cè)二次災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)（如余震可能引發(fā)的新滑坡范圍），劃定救援人員禁入?yún)^(qū)。
- 資源調(diào)配優(yōu)化：基于模型統(tǒng)計(jì)的受災(zāi)面積、房屋損毀數(shù)量，精準(zhǔn)調(diào)配帳篷、食品等物資（如某區(qū)域有 500 間房屋損毀，按人均需求估算物資總量）。
多源數(shù)據(jù)融合對(duì)比
- 將災(zāi)后模型與災(zāi)前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)疊加分析：
- 對(duì)比建筑物高度變化（如災(zāi)前 3 層建筑變?yōu)?1 層廢墟，判斷損毀程度）。
- 計(jì)算洪水淹沒(méi)區(qū)與歷史最高水位的差異，預(yù)測(cè)水位變化趨勢(shì)（如結(jié)合水文數(shù)據(jù)判斷是否會(huì)繼續(xù)上漲）。
此階段需通過(guò)完整的航測(cè)建模成果，為災(zāi)情統(tǒng)計(jì)、損失評(píng)估和災(zāi)后重建提供數(shù)據(jù)支撐：
全域精細(xì)建模與損失量化
- 對(duì)整個(gè)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行完整建模，生成覆蓋全域的正射影像、數(shù)字表面模型（DSM）和三維模型，結(jié)合 GIS 系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)）完成：
- 災(zāi)情統(tǒng)計(jì)：按鄉(xiāng)鎮(zhèn) / 街道劃分區(qū)域，統(tǒng)計(jì)房屋損毀率（全毀、半毀、輕微受損）、農(nóng)田淹沒(méi)面積、基礎(chǔ)設(shè)施（道路、橋梁、電力塔）損毀數(shù)量，形成標(biāo)準(zhǔn)化的災(zāi)情報(bào)表。
- 經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估：根據(jù)三維模型中建筑物的體積、結(jié)構(gòu)類型（如磚混、框架），結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ杀緮?shù)據(jù)，估算直接經(jīng)濟(jì)損失（如某片區(qū)房屋重建需投入的資金）。
重建規(guī)劃與工程設(shè)計(jì)
- 在三維模型中進(jìn)行重建方案模擬：
- 規(guī)劃新建筑的選址（如避開(kāi)洪水淹沒(méi)區(qū)、滑坡隱患點(diǎn)），通過(guò)模型分析地形坡度、排水條件，確保選址安全。
- 設(shè)計(jì)道路、管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的重建路線（如利用模型中的高程數(shù)據(jù)優(yōu)化道路坡度，避免積水）。
長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與次生災(zāi)害預(yù)警
- 定期（如每周 1 次）對(duì)災(zāi)后區(qū)域進(jìn)行無(wú)人機(jī)航測(cè)，對(duì)比不同時(shí)間的三維模型，監(jiān)測(cè)：
- 滑坡 / 泥石流隱患區(qū)的地形變化（如某區(qū)域的高程在 1 周內(nèi)下降 50cm，提示可能發(fā)生二次滑坡）。
- 洪水退去后的堤壩、河岸穩(wěn)定性（如通過(guò)模型對(duì)比發(fā)現(xiàn)堤壩出現(xiàn)裂縫）。
- 多部門數(shù)據(jù)互通：將無(wú)人機(jī)建模成果（正射影像、三維模型、災(zāi)情矢量數(shù)據(jù)）接入應(yīng)急指揮平臺(tái)，供消防、民政、交通、住建等部門實(shí)時(shí)調(diào)用（如交通部門根據(jù)道路損毀模型調(diào)配搶修設(shè)備，民政部門根據(jù)受災(zāi)人口分布設(shè)置安置點(diǎn)）。
- 公眾信息發(fā)布：通過(guò)簡(jiǎn)化的三維模型（如 WebGL 格式的輕量化模型）向公眾發(fā)布災(zāi)情信息（如淹沒(méi)區(qū)范圍、安全避難所位置），避免恐慌并引導(dǎo)有序撤離。
無(wú)人機(jī)航測(cè)建模在災(zāi)害應(yīng)急中的核心價(jià)值是 **“用數(shù)據(jù)替代人力探查”**，通過(guò)快速生成的三維模型實(shí)現(xiàn)災(zāi)情 “可視化、量化、精準(zhǔn)化” 分析。其流程需兼顧 “速度” 與 “精度”：災(zāi)前做好預(yù)案儲(chǔ)備，災(zāi)后第一時(shí)間完成大范圍速測(cè)，再針對(duì)關(guān)鍵區(qū)域精細(xì)建模，最終通過(guò)數(shù)據(jù)共享支撐多部門協(xié)同救援與重建，最大限度減少災(zāi)害損失。
