無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測量測繪中的應用探析

趙增坤

摘 要：新經(jīng)濟形態(tài)下，人們對地質(zhì)工程的建設提出了較高的精度控制要求;要實現(xiàn)其測量標準的滿足，確保地質(zhì)工程建設質(zhì)量，在勘查實踐中就必須注重勘查技術(shù)的完善與創(chuàng)新。無人機航拍技術(shù)是一種現(xiàn)代化、高效化的外業(yè)勘查手段，其實現(xiàn)其在地質(zhì)勘查中的高質(zhì)量應用對于勘查質(zhì)量把控具有重大影響?；诖?，文章就無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測量測繪中的應用展開論述。

關(guān)鍵詞：無人機航拍技術(shù);地質(zhì)工程;測量測繪

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，許多地質(zhì)工程的準備和開展都逐漸進入到一個要求更加嚴格執(zhí)行更加精準的地步，這就要求在地質(zhì)工程測量測繪技術(shù)方面需要達到一定的標準。就目前而言，以往的傳統(tǒng)手段，其中包括純粹的人工測繪，已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代地質(zhì)工程測量測繪的需要。面臨這種情況就必須對地質(zhì)工程測量測繪技術(shù)相關(guān)設備和技術(shù)點進行改進和創(chuàng)新。就目前無人機技術(shù)的發(fā)展階段而言，將無人機航拍技術(shù)運用到地質(zhì)工程測量測繪上是一種比較可行的辦法，根據(jù)目前的應用效果，從而了解到無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測量測繪中的應用前景十分廣闊。

一、無人機航拍技術(shù)應用原理

無人機航拍技術(shù)應用過程中，飛行器、導航設備、高分辨率相機和計算機處理系統(tǒng)是其功能實現(xiàn)的基本支撐。就地質(zhì)勘查過程而言，勘查人員在無人機飛行器這一載體上，進行高分辨率數(shù)字相機的搭載，然后在GNSS導航以及IMU的定姿模塊的引導下，實現(xiàn)了高空對地的有效拍攝。當拍攝數(shù)據(jù)被上傳到計算機處理軟件時，云計算及云存儲手段的應用，使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘查導圖得以有效形成，其在優(yōu)化地質(zhì)勘查過程的同時，實現(xiàn)了勘查效率和質(zhì)量的有效提升，對于當前地質(zhì)工程的建設具有重大指導。就應用實踐來看，國土監(jiān)測、資源勘探、災害勘查是無人機航拍技術(shù)應用的基本領(lǐng)域。

二、無人機航空攝影測量系統(tǒng)的組成

（一）硬件系統(tǒng)

第一，機載系統(tǒng)。無人機是航空攝影測量系統(tǒng)的搭載平臺，是整個系統(tǒng)運作的基礎，主要包括無人機、數(shù)字攝影、導航飛行控制、通信等子系統(tǒng)。工作時，系統(tǒng)會按照預設航線自主飛行，完成預設的攝影測量任務，并將飛行高度、速度、狀態(tài)、氣象情況傳輸給地面監(jiān)控系統(tǒng)。

第二，地面監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)直接影響飛行平臺的運行，包括計算機、飛行控制、電子通信、電臺等設備。無人機工作時，地面監(jiān)控系統(tǒng)會接收無人機發(fā)出的信息，在地圖上標記無人機的位置、高度、速度、路線等參數(shù)，方便操作人員了解無人機的飛行狀態(tài)。

（二）軟件系統(tǒng)

第一，航線設計軟件。該軟件決定了系統(tǒng)運行的方向、精準度，也是信息采集的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求預先設定地形特點、作業(yè)范圍、測量參數(shù)、精度等指標，依據(jù)行高、重疊度、地面分辨率，可以計算出飛行曝光點、基線長度等數(shù)據(jù)。第二，數(shù)據(jù)接收處理軟件。該軟件是系統(tǒng)攝影測量外業(yè)的最后一步，關(guān)系到圖像的處理質(zhì)量。一般而言，無人機獲取地面影像時，會受到內(nèi)部、外界因素的影響，為了避免原始圖像處理時存在質(zhì)量問題，會對原始影像進行預處理，例如圖像校正、圖像增強等。

三、無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)勘查中的價值體現(xiàn)

地質(zhì)勘查是一項任務量較大、勘查過程復雜、干擾因素較多的系統(tǒng)實踐過程。傳統(tǒng)勘查過程中，其勘查的效率和質(zhì)量總體水平較低，且勘查費用支出較大，對地質(zhì)工程的建設造成巨大影響。就實踐過程來看，進行無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用具有以下必要：其一，無人機航拍技術(shù)的設備結(jié)構(gòu)相對簡單，其在拍攝精度、拍攝效率、應用成本等方面具有較為突出的優(yōu)勢，其為地質(zhì)勘查過程的開展提供了有效途徑。其二，與傳統(tǒng)地質(zhì)勘查過程相比，無人機航拍手段的操作較為便捷，其在快速升空、遠程控制的基礎上，實現(xiàn)了大范圍快速化作用，有效的避免了地形、任務、天氣等因素對地質(zhì)勘查的影響，具有較高的靈活性。其三，在拍攝結(jié)構(gòu)處理上，無人機航拍技術(shù)與計算機系統(tǒng)的結(jié)合，實現(xiàn)了地質(zhì)勘查的現(xiàn)代化處理，其與現(xiàn)代社會信息化的發(fā)展趨勢相互耦合，具有較高的工程應用價值。

四、無人機航拍技術(shù)的地質(zhì)工程測繪應用標準

新時期，無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用愈發(fā)廣泛，其有效的優(yōu)化人們地質(zhì)勘查的作業(yè)形態(tài)，對于勘查的質(zhì)量和效率具有重大影響。應用過程中，要確保航拍應用的規(guī)范化、質(zhì)量化，勘查人員就必須注重以下要點把控。

（一）確定測繪區(qū)域和航線

根據(jù)現(xiàn)有的無人機航行標準，大部分無人機的航行時間都較短，一般在半小時左右，考慮到這種情況就必須對航拍區(qū)域進行精確劃分，從而合理安排測量時間、航線以及飛行架次，一般在測量區(qū)域面積較大的情況下可以分區(qū)域進行分階段測量，最好在一次航行時間段內(nèi)完成航拍任務，這樣就可以以此類推在接下來的時間有計劃的推進航拍工作，此外在進行航拍時盡量根據(jù)航拍范圍確定路線，減少重復拍攝情況的發(fā)生。

（二）布置航拍網(wǎng)點

航拍之前確定航拍區(qū)域后，要進行設點拍攝，從而讓整個拍攝過程顯得比較規(guī)范與合理，在布置拍攝點時要根據(jù)具體的拍攝環(huán)境做出調(diào)整，從而減少周圍環(huán)境的影響，使信息處理系統(tǒng)對傳回的數(shù)據(jù)能夠做到更加精確的分析。

（三）精確進行勘查數(shù)據(jù)處理

靈活性、精確性是無人機航拍技術(shù)應用的重要特征勘查數(shù)據(jù)處理過程中，地質(zhì)勘查人員應在無人機設備應用的基礎上，進行高度匹配的計算設備應用，然后在DSM自動提取的基礎上，實現(xiàn)影像重疊的高效處理，完成三維地表模型繪制。另外，需要注意的是，為確保數(shù)據(jù)處理精度的控制合理，勘查人員應將勘查結(jié)果和原始數(shù)據(jù)進行有效對比，并在航拍驗證、數(shù)據(jù)校正的基礎上，實現(xiàn)無人機航拍勘查質(zhì)量的有效提升。

（四）繪制數(shù)字地圖

將傳回的拍攝圖像進行數(shù)據(jù)分析建模，然后通過三角測量系統(tǒng)進行構(gòu)建三維立體模型，然后進行數(shù)據(jù)的帶入，最終得出核線影像，然后進行圖像編輯，根據(jù)比例確定結(jié)果，此外還要對數(shù)字地圖上的一些細節(jié)進行放大標注，在接下來的工作對其進行查驗時能夠得到最為精準的測量信息，最終繪制出數(shù)字地圖。

五、無人機航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測量測繪中應用的具體案例

目前用到無人機航拍技術(shù)進行測量測繪的地質(zhì)工程主要由以下幾個方面組成。一是專用地圖的繪制，在進行地圖繪制之前對目標區(qū)域進行航拍測量從而得出所需要的數(shù)據(jù)和圖像;在進行一些大型橋梁、鐵路、公路等工程的修建之前進行項目所在地的地形測繪;另外就是應用在一些礦井、油田等工程項目中;此外還有城市建設，農(nóng)村建設也需要進行航拍測繪;其他行業(yè)，像旅游業(yè)也可以運用無人機航拍技術(shù)進行測量測繪。

六、結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)代生產(chǎn)活動中離不開先進技術(shù)的幫助，通過這種技術(shù)不僅僅讓測量測繪變得簡單易行，更重要的是通過這種技術(shù)能夠得到更加精確的結(jié)果，從而在接下來的工作中減少測量數(shù)據(jù)和實際情況之間的差距，這對于測繪工作者來說減少了工作量，卻能夠得到更加可信的結(jié)果，對于社會生產(chǎn)而言，減少了成本投入，得到更加豐厚的生產(chǎn)效益，很明顯無人機航拍技術(shù)對于地質(zhì)工程測量測繪工作而言更簡便、更安全、更高效。

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