無人機在測繪工程中應用技術的分析

姚岐

摘? 要：隨著科學技術的發(fā)展，測繪裝備和技術也快速發(fā)展。其中，無人機在測繪領域中得到了廣泛的應用，并且無人機相關的測繪技術、測繪系統(tǒng)也在逐漸建立和完善，保證了測繪數(shù)據(jù)獲取的快速性和準確性。該文對無人機進行了介紹，對無人機在測繪工程中的應用控制要點進行了分析，并探究了無人機在地理國情監(jiān)測中的應用。

關鍵詞：無人機;測繪工程;應用技術

中圖分類號：P231? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，地表形態(tài)也發(fā)生了一定的變化，為了更加了解和掌握地表的地理空間數(shù)據(jù)，就需要對地表進行測繪工作。在測繪新技術中，無人機技術能夠獲取地表上地物、地貌的空間情況，并能對地表變化進行實時監(jiān)測，因此應用比較廣泛。無人機技術主要是靠飛行平臺載體、機載遙感設備和相應的地面輔助設備進行工作的，同時還結(jié)合了多種技術，象無人駕駛飛行器技術、攝影測量技術和遙測遙控技術等，該技術的應用不僅減少了相關工作人員的工作量，還提供了測繪工作效率，確保測繪數(shù)據(jù)的精準度。

1 無人機

無人機是指通過無線電遙控設備和自備的控制裝置，進行相關飛行操作的不載人飛行器。隨著科技的發(fā)展，無人機已經(jīng)擁有很多種類型，象多旋翼無人飛行器、固定翼無人機、無人直升機等。具體來說，多旋翼無人飛行器又被稱為多旋翼直升機，其組織構成特點是擁有多種螺旋槳且在機身周邊均勻分布，其具有懸停功能，常用于拍攝懸停狀態(tài)下的圖片;固定翼無人機，該機屬于微型機，其是以電池為主要動力能源，電動機具有噪聲小、隱蔽性好的特點，適用于裝載有高清攝像頭的航空攝影測繪工程。

2 無人機在測繪工程中的應用技術分析

2.1 無人機航拍技術在測繪工程中的應用

在測繪工程中，無人機航拍技術的應用主要包括4個方面，即航線規(guī)劃與測量范圍確定、測量區(qū)域控制網(wǎng)建立、測量數(shù)據(jù)的處理、無人機測量精度的控制。其中，航線規(guī)劃與測量范圍的確定，主要是通過嚴格控制無人機的拍攝時間來保證拍攝的有效性，因為一般無人機的飛行極限時間為1小時，有效拍攝時間為50 min左右。因此需要合理規(guī)劃拍攝航線以及待測工程的全境測繪區(qū)域，只有這樣才能保證無人機測量任務的全面完整執(zhí)行。測量區(qū)域控制網(wǎng)建立，主要是對工程測繪任務的進一步細化，主要實施步驟為：一是根據(jù)待測區(qū)域面積的大小，進行相應等級、規(guī)?？刂凭W(wǎng)絡的建立;二是在該控制網(wǎng)區(qū)域內(nèi)設置GPS坐標點，以便三維坐標系的處理和相關數(shù)據(jù)的處理。在處理測量數(shù)據(jù)的過程中首先就需要在無人機外業(yè)飛行任務完成之后科學、謹慎地開展相關影像的選擇工作，從中挑選出影像之后的處理工作則需要借助GPS導航數(shù)據(jù)與快速排片軟件來完成;其次是用事先得出的檢校參數(shù)預處理無人機取得的原始影像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)相機透鏡畸變?nèi)毕萦绊懙南?再次測區(qū)影像空間坐標與姿態(tài)信息則需要借助平差操作來獲取;最后將以上操作中所獲取的相關數(shù)據(jù)輸入攝影測量專用軟件中得出立體測圖和所測地區(qū)的大比例尺地形圖。

無人機測量精度的控制，主要是通過選擇適宜的天氣、采用適宜的平臺和軟件來保證無人機測量的精度。無人機航拍任務的實施盡量選擇在晴朗天氣、可見度高的環(huán)境下進行，不僅可以保證影像色彩與地面信息獲取的完整性，還可以避免由于霧霾等因素影響導致影像曝光，降低了成圖精度的損傷。另外，無人機在執(zhí)行航空測量任務時，也會受到風力、氣流等因素的影響，為了保證航拍影像的清晰性，應采用二維姿態(tài)穩(wěn)定平臺，該平臺在小范圍短時間內(nèi)，不會受到太大風力變化的影響。由于受到無人機本身體型以所攜帶攝影設備的限制，在獲取航空影像畫面時通常畫面的比例相對較小，在平差解算時如果采用原有的空三軟件，多測區(qū)處理時會出現(xiàn)各種錯誤，因此應選擇適宜的平差軟件，目前使用較多的為PATB平差軟件。

2.2 無人機測繪遙感系統(tǒng)的技術應用

近年來，無人機遙感技術在測繪工作中得到了廣泛的應用。而無人測繪工程測量遙感系統(tǒng)能夠通過小型數(shù)碼相機，完成定點曝光攝影與自動盤旋的修正操作任務，目前其主要包括雙發(fā)型、倒桅尾以及垂直尾3種型號。經(jīng)調(diào)查表明，無人測繪遙感技術常常應用在農(nóng)村基建工程，究其原因，是其造價成本低且具有機動性、適應性等高性能，適合于資金消耗較少的工程測繪中。就征地測量來說，其目的是將集體所有土地轉(zhuǎn)換成國有土地，但在工作實際進行過程中，對于一些坡度較大的土地征收如何測量，存在著一定的爭議，相關管理部門的規(guī)定是以平面面積為基準面積，而村民認為準確面積應根據(jù)土地斜面來計算。針對上述情況，相關技術人員對土地測量進行無人機航測，充分利用正射影相圖勾繪技術，保證面積測量的準備性，使相關管理部門與村民達到共識，降低了影響。

2.3 無人飛艇低空航測系統(tǒng)的技術應用

無人飛艇通過借助要輕于空氣的氣體本身所具備的升力上升到一定高度來完成相應的飛行測繪工作，在歸類過程中可以將無人飛艇歸類為是一種航空器，它和系留氣球具備一定的差異，無人飛艇內(nèi)部帶有動力系統(tǒng)來自主完成飛行的各種操作。無人飛艇裝有低空航測系統(tǒng)，該系統(tǒng)有自動檢校功能的特寬高清數(shù)碼相機，能夠提升影像的高分辨率，保證數(shù)據(jù)信息的可靠性;同時該系統(tǒng)利用軟件進行校驗，對測繪誤差進行有效控制?？傊?，該系統(tǒng)的應用可以極大程度上降低成像系統(tǒng)的重量，滿足無人機低空航測的質(zhì)量要求。

3 無人機在地理國情監(jiān)測中的應用探究

為了促進我國測繪和地理信息未來的發(fā)展，就需要進行地理國情監(jiān)測。在國家測繪研究院、地方測繪研究院等單位共同作用下，對多個監(jiān)測技術平臺進行了試驗研究，最終建立了國家級地理國情監(jiān)測試點。基于國家測繪相關單位和技術人員對無人機研究，使無人機技術在國情監(jiān)測領域得到了廣泛的應用。主要包括以下幾方面。

3.1 農(nóng)林、國土、環(huán)境監(jiān)測

地理國情監(jiān)測的基礎內(nèi)容包括農(nóng)林監(jiān)測、國土監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測。以前這些基本內(nèi)容的監(jiān)測方法，主要是通過國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)和影像長時間序列的動態(tài)監(jiān)測，然而隨著動態(tài)監(jiān)測要求的不斷提高，使上述方法無法滿足現(xiàn)代的需求。近年來，無人機技術的發(fā)展及其優(yōu)勢是顯而易見的，技術人員將其應用到農(nóng)林、國土、環(huán)境等監(jiān)測中。象在對鄂爾多斯市東勝區(qū)進行區(qū)域土地動態(tài)監(jiān)測時，應用了無人機技術，提高了影像的分辨率、保證航拍數(shù)據(jù)的高精度。

3.2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、測繪制圖

就地質(zhì)礦區(qū)來說，現(xiàn)階段我國存在著一些問題，象礦產(chǎn)資源規(guī)劃執(zhí)行情況不清晰、礦山實時監(jiān)控欠缺。為了更好地了解和掌握礦區(qū)的地質(zhì)情況，則需要對其進行勘測。無人機技術的應用，能夠觀測礦產(chǎn)開發(fā)引發(fā)的地質(zhì)災害（地面沉陷范圍、地裂縫長度、塌陷坑位置等），為礦產(chǎn)開采提供了依據(jù)，保障開采工作的安全性。另外，無人機測繪是現(xiàn)階段測繪成圖應用最廣泛的方法，隨著無人機遙感航攝系統(tǒng)的建立，為小城鎮(zhèn)、新農(nóng)村建設的測繪服務提供了保障，為小城鎮(zhèn)、新農(nóng)村規(guī)劃建設提供了依據(jù);同時該技術還為不同建筑工程（公路工程、鐵路工程、石油工程等）的設計、實施、監(jiān)測等系統(tǒng)的建設提供了技術支持，完成了工程的測繪任務，從而在一定程度上保證各工程的建設質(zhì)量。

4 結(jié)語

總之，無人機的類別有很多，在實際的測繪工作中，應根據(jù)工程需要選擇適宜的無人機。隨著無人機技術和系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其不僅保證測繪工作的有效開展，還監(jiān)測了一些災害和地理國情，促進了國家的建設與發(fā)展。

參考文獻

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