無人機(jī)在西雙版納地形測(cè)繪中的應(yīng)用

巖叫 張慶華

摘 ?要：文章重點(diǎn)針對(duì)無人機(jī)在西雙版納地區(qū)的測(cè)繪工作當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究，從無人機(jī)的地形測(cè)繪工作原理以及測(cè)繪工作優(yōu)勢(shì)等角度來進(jìn)行研究，重點(diǎn)闡述了無人機(jī)在西雙版納地形測(cè)繪當(dāng)中的技術(shù)運(yùn)用原理以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)無人機(jī)地形測(cè)繪工作的研究和運(yùn)用打下良好的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：地形測(cè)繪;測(cè)繪工程;測(cè)繪數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P231 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）01-0180-02

Abstract： This paper focuses on the analysis and research on the specific application of UAV in the surveying and mapping work of Xishuangbanna， from the point of view of the working principle and advantages of topographic surveying and mapping of UAV. This paper focuses on the technical application principle and application advantages of UAV in Xishuangbanna terrain surveying and mapping， which lays a good technical guarantee for the follow-up research and application of UAV terrain surveying and mapping.

Keywords： topographic surveying and mapping; surveying and mapping engineering; surveying and mapping data

在傳統(tǒng)的地形測(cè)繪工作當(dāng)中，通常情況下都是通過人工野外收集的方法來進(jìn)行地形信息的采集，比如相關(guān)測(cè)繪工作人員通過全站儀設(shè)備和GPS設(shè)備等，在整個(gè)地形測(cè)量工作當(dāng)中，工作難度相對(duì)較大，并且所存在的弊端也比較明顯。比如在整個(gè)成圖周期方面相對(duì)較長(zhǎng)，人力成本相對(duì)較高，并且采集的數(shù)據(jù)效率比較低下，隨著新階段我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，無人機(jī)技術(shù)日臻完善，越來越多的應(yīng)用在測(cè)繪行業(yè)中，相比常規(guī)測(cè)量野外周期縮短了很多，大大減少了野外工作強(qiáng)度，無人機(jī)技術(shù)有著機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、生產(chǎn)周期短、作業(yè)成本低、適用范圍廣等特點(diǎn)，這也是我國(guó)大范圍地理信息采集工作的重要途徑之一。通過無人機(jī)設(shè)備的運(yùn)用有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪工作當(dāng)中所存在的問題，提高了整個(gè)測(cè)繪工作的效率，本文重點(diǎn)針對(duì)西雙版納地形測(cè)繪當(dāng)中對(duì)無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了分析和研究。

1 西雙版納地區(qū)地形測(cè)繪條件介紹

西雙版納地區(qū)地理位置為北緯 20°08′～22°36′東經(jīng)99°56′～101°50′， 位于我國(guó)云南省的南端。該地區(qū)距離我國(guó)云南省省會(huì)昆明市536千米，并且和老撾和緬甸地區(qū)接壤。是我國(guó)唯一的熱帶雨林自然保護(hù)區(qū)，森林覆蓋約占60%，西雙版納地區(qū)的地形比較復(fù)雜，森林繁茂密集樹木種類盛多。

2 無人機(jī)在地形測(cè)繪工程應(yīng)用技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)分析

2.1 無人機(jī)在地形測(cè)繪工程應(yīng)用技術(shù)原理分析

在針對(duì)西雙版納地形測(cè)繪工作當(dāng)中，相關(guān)測(cè)繪工作人員運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)來進(jìn)行高空攝影和測(cè)量工作。在無人機(jī)的使用過程當(dāng)中，主要是以無人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)作為主要的系統(tǒng)保障，同時(shí)在測(cè)繪系統(tǒng)當(dāng)中還融入了其他先進(jìn)的科技技術(shù)，重點(diǎn)包含了視頻影像傳輸技術(shù)、無人機(jī)遙控技術(shù)以及無人機(jī)高空拍攝技術(shù)等。在進(jìn)行地形測(cè)繪工作當(dāng)中主要是依靠無人機(jī)，搭載的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，針對(duì)無人機(jī)測(cè)繪工當(dāng)中所得到的地形信息及時(shí)反饋到終端處理系統(tǒng)當(dāng)中來進(jìn)行分析和處理。通過無人機(jī)內(nèi)部搭載的航天飛行控制軟件，對(duì)西雙版納地區(qū)的地形條件進(jìn)行了準(zhǔn)確的測(cè)量和研究，通過無人機(jī)拍攝得到的地形測(cè)繪數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)工作人員后期的信息加工處理之后，可以充分保證整個(gè)測(cè)量工作比例尺的精確度要求，進(jìn)而可以獲得更加準(zhǔn)確地測(cè)繪地圖產(chǎn)品，為西雙版納地形測(cè)繪工作打下了良好的數(shù)據(jù)保障。

2.2 無人機(jī)在地形測(cè)繪工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

在針對(duì)西雙版納的地形條件測(cè)量工作當(dāng)中，對(duì)無人機(jī)技術(shù)的有效運(yùn)用在整個(gè)響應(yīng)能力方面表現(xiàn)優(yōu)勢(shì)非常明顯。首先，在進(jìn)行地形測(cè)量工作當(dāng)中，無人機(jī)可以通過低空飛行的方式，有效避免一些惡劣天氣所帶來的測(cè)量誤差影響，在惡劣的天氣環(huán)境下也可以獲得比較精確的地形特征數(shù)據(jù)，同時(shí)將所收集到的地形測(cè)繪數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)當(dāng)中，以此來保證整個(gè)數(shù)據(jù)處理工作的高效化和精確性;其次，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際的測(cè)量工作當(dāng)中，可以有效獲取地形測(cè)繪數(shù)據(jù)的工作優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)在測(cè)繪過程當(dāng)中可以將測(cè)得的數(shù)字信息有效轉(zhuǎn)化為圖像信息，并且結(jié)合航空測(cè)繪工作和衛(wèi)星遙感技術(shù)，有效推動(dòng)地形測(cè)繪工作的高質(zhì)量和高精確度開展;最后，通過無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的有效運(yùn)用，在實(shí)際的測(cè)繪過程當(dāng)中具有較強(qiáng)的靈活性，無人機(jī)在高空攝影測(cè)繪工作當(dāng)中，可以通過高清數(shù)碼成像設(shè)備，對(duì)地面當(dāng)中的地形條件信息進(jìn)行高清拍攝，同時(shí)無人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)當(dāng)中還具有傾斜攝影功能，即使是一些非專業(yè)性的工作人員，在經(jīng)過短時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)之后，也可以輕松完成正常的地形測(cè)繪工作。在實(shí)際的測(cè)繪過程當(dāng)中可以對(duì)無人機(jī)的飛行路線來進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)定，以此來保證無人機(jī)可以獲得更加精確的拍攝數(shù)據(jù)。

3 無人機(jī)在地形測(cè)繪工程中的應(yīng)用分析

3.1 無人機(jī)像控點(diǎn)布設(shè)在地形測(cè)繪工程中的應(yīng)用分析

在針對(duì)西雙版納地形測(cè)繪工作當(dāng)中，通過無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，首先必須要進(jìn)行像控點(diǎn)的設(shè)置，在該項(xiàng)工作當(dāng)中主要分為兩個(gè)工作環(huán)節(jié)，分別為像片的控制點(diǎn)測(cè)量區(qū)域和網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)區(qū)域。區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)定必須要依照地面平行高度來進(jìn)行劃分，對(duì)無人機(jī)航空拍攝的路線進(jìn)行設(shè)定，通常情況下需要設(shè)定4航線，8基線來保證無人機(jī)飛行的線路準(zhǔn)確度，同時(shí)針對(duì)航線跨度位置和不同的崎嶇山地條件，可以針對(duì)性畫出2條或者是6條不同的航線，對(duì)于一些地形嚴(yán)重不規(guī)則的地形區(qū)域范圍還需要設(shè)置出相應(yīng)的導(dǎo)航線路。針對(duì)無人機(jī)相片控制點(diǎn)的測(cè)量工作，主要運(yùn)用的是GPS技術(shù)來對(duì)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定，在級(jí)別設(shè)定上通常情況下設(shè)定為D級(jí)或者是E級(jí)，以國(guó)家C級(jí)控制點(diǎn)作為起算點(diǎn)，在實(shí)際的工作當(dāng)中可以運(yùn)用控制測(cè)量設(shè)備，對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK控制系統(tǒng)來進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)定和測(cè)量。在保證測(cè)量工作順利開展的基礎(chǔ)之上，還需要充分發(fā)揮出無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)所帶來的精確度優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)保證CORS網(wǎng)絡(luò)在統(tǒng)一基礎(chǔ)上的合理設(shè)置，通過網(wǎng)絡(luò)RTK流動(dòng)站有效保證無人機(jī)終端控制點(diǎn)，在信息圖像傳輸過程當(dāng)中的質(zhì)量，同時(shí)還可以有效運(yùn)用流動(dòng)站當(dāng)中的數(shù)據(jù)參數(shù)來進(jìn)行拓展工作，依照該區(qū)域范圍內(nèi)的地形條件，對(duì)整個(gè)高程和投影參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)定，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)相互之間通訊工作的有效性。在實(shí)際的工作開展過程中需要對(duì)數(shù)碼影像和數(shù)字信息進(jìn)行頻率設(shè)置，并且在對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)當(dāng)中需要實(shí)施二次檢測(cè)工作。

3.2 無人機(jī)空中三角測(cè)量模式在地形測(cè)繪工程中的應(yīng)用分析

無人機(jī)在空中三角測(cè)量一般分為模擬空中三角測(cè)量和解析空中三角測(cè)量?jī)煞N。通常情況下是以解析空中三角測(cè)量方法來進(jìn)行測(cè)量工作，同模擬法比較，解析法精度高，速度快;該測(cè)量工作通常情況下分為以下幾個(gè)操作步驟，分別為空中加密、三角點(diǎn)測(cè)量、空中三角加密點(diǎn)測(cè)量。第一種方式主要針對(duì)的是一些比較突出的地物目標(biāo)來進(jìn)行空中定位，在空中測(cè)量工作當(dāng)中需要設(shè)定出相應(yīng)的距離標(biāo)識(shí)線，比如無人機(jī)航空攝影儀是以1：1000作為測(cè)量比例，在實(shí)際的測(cè)量工作中通過三角加密標(biāo)識(shí)距離超過1.0毫米，而后者在實(shí)施過程當(dāng)中，如果測(cè)量區(qū)域出現(xiàn)了河道或者是山谷，那么在無人機(jī)的航線設(shè)定上，需要對(duì)高度的差值進(jìn)行有效設(shè)定，防止無人機(jī)在測(cè)量工作當(dāng)中產(chǎn)生不穩(wěn)定的問題。針對(duì)一些特殊地形條件來進(jìn)行測(cè)量工作，比如在地形比較平坦或者一些坡度較大的地形測(cè)量工作中，通常情況下需要在空中設(shè)定出三角加密點(diǎn)，并且加密點(diǎn)的添加數(shù)量需要控制在兩個(gè)以上，在規(guī)劃自由邊緣位置工作當(dāng)中，需要針對(duì)測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)的控制點(diǎn)來進(jìn)行有效的加密，同時(shí)完成空中三角點(diǎn)加密工作之后需要進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量工作，以此來保證整個(gè)地形測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3.3 無人機(jī)補(bǔ)測(cè)操作在地形測(cè)繪工程中的應(yīng)用分析

在西雙版納的地形測(cè)繪工作當(dāng)中，通過無人機(jī)技術(shù)的有效運(yùn)用，在測(cè)量工作當(dāng)中需要對(duì)測(cè)量盲點(diǎn)的位置加以充分的重視，依照實(shí)際測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)的具體位置，對(duì)測(cè)量盲點(diǎn)進(jìn)行有效的優(yōu)化和設(shè)定，針對(duì)地形測(cè)定工作當(dāng)中存在的測(cè)量盲區(qū)問題，在無人機(jī)測(cè)繪信息收集完成之后，需要對(duì)地形測(cè)繪信息進(jìn)行合理的對(duì)比和分析，對(duì)其中存在的信息遺漏區(qū)域必須要及時(shí)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)充。在實(shí)際的地形測(cè)繪工作當(dāng)中，通過無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用可以有效完成該地區(qū)的整體性策展工作，如果發(fā)生地形測(cè)量遺漏問題，可以運(yùn)用之前存在的地形測(cè)量數(shù)據(jù)來進(jìn)行有效的對(duì)比和補(bǔ)充，以此來保證整個(gè)地形測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率。與此同時(shí)，除了運(yùn)用無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)以外，還可以通過人工測(cè)量的方式來進(jìn)行保障，針對(duì)一些比較復(fù)雜的測(cè)量盲區(qū)來講，相關(guān)測(cè)量工作單位可以使用人工測(cè)量的方法來進(jìn)行完善，以此來保證整個(gè)地形測(cè)量工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確度，為后續(xù)地形測(cè)繪工作打下良好的數(shù)據(jù)保障。

3.4 無人機(jī)的立體采編測(cè)量技術(shù)

通過無人機(jī)測(cè)量技術(shù)的有效運(yùn)用，對(duì)西雙版納的地形測(cè)量工作的精確度和質(zhì)量有著重要的保障。無人機(jī)在航空攝影測(cè)量工作完成之后，會(huì)獲得大量的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，有效運(yùn)用業(yè)內(nèi)的立體信息，將無人機(jī)測(cè)量得到的各種地形信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的編制和處理。在數(shù)據(jù)的處理工作中要想保證地形數(shù)據(jù)編制的科學(xué)性與合理性，需要通過人工手動(dòng)操作的方法，對(duì)地質(zhì)條件當(dāng)中的等高線與水涯線等重要的信息進(jìn)行采編，保證所設(shè)定參量的科學(xué)性和準(zhǔn)確度。在該項(xiàng)工作當(dāng)中需要充分注意嚴(yán)格控制物體線的節(jié)點(diǎn)和地形結(jié)構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還需要保證無人機(jī)在航空拍攝工作中所獲取的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確度，如果數(shù)據(jù)信息不準(zhǔn)確將會(huì)直接影響到采編工作的合理性。在針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的信息測(cè)繪工作當(dāng)中，工作人員需要對(duì)各種不同類型的房屋外部輪廓形狀來進(jìn)行有效的描繪，對(duì)建筑房屋的外房檐和結(jié)構(gòu)輪廓等進(jìn)行有效的校正，充分保證數(shù)據(jù)測(cè)量工作的精確度和有效性。如果存在一些測(cè)量死角區(qū)域，需要做好相應(yīng)的標(biāo)記，充分保證地形測(cè)量工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，預(yù)防后續(xù)測(cè)量工作中的業(yè)內(nèi)立體信息的編碼不統(tǒng)一，造成整個(gè)地形測(cè)量數(shù)據(jù)存在不良偏差。

4 結(jié)束語

由于傳統(tǒng)的航空測(cè)繪方法受到了種種環(huán)境因素和技術(shù)條件的限制，無法充分滿足小范圍內(nèi)的大比例是地圖測(cè)繪工作所需要的必要條件。因此，在針對(duì)西雙版納地區(qū)的地形測(cè)繪工作當(dāng)中所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)還存在一定的缺陷，針對(duì)小型無人機(jī)設(shè)備在西雙版納地形測(cè)繪工作當(dāng)中的具體取得的效果非常明顯，受到了人們廣泛的重視。

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