無人機(jī)航空測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用探微

龍海林

（貴州中水建設(shè)管理股份有限公司，貴州貴陽 550001）

測繪是地質(zhì)勘查中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近些年隨著我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，測繪工程水準(zhǔn)得到有效的發(fā)展，特別是無人機(jī)航空測量技術(shù)的應(yīng)用，使測繪工程效率、科學(xué)程度邁向新的高度。其主要組成部分是航空測量技術(shù)設(shè)備，將通信定位系統(tǒng)安裝在小型無人飛行器上，以此完成測繪工作，獲取相應(yīng)的測繪數(shù)據(jù)。無人機(jī)航空測量技術(shù)不僅節(jié)省人力資源，且測繪效率高、測繪精準(zhǔn)度也比較高，尤其是在地形測繪中，其作用是無可替代的。我國測繪工程的不斷更新發(fā)展，使其對測繪準(zhǔn)確度、精確度要求越來越高，普通的人力已經(jīng)無法完成這項工作，以無人機(jī)平臺為基礎(chǔ)，將航空測量技術(shù)融入其中，已經(jīng)成為現(xiàn)階段甚至未來很長時間內(nèi)地形測繪的主要手段，無人機(jī)航空測量技術(shù)在地形測繪中能夠發(fā)揮其機(jī)動性好、能耗低等優(yōu)點，高效獲取大量的地形信息數(shù)據(jù)和相關(guān)圖文信息，其在地形測繪中有巨大的應(yīng)用價值[1]。

1 我國現(xiàn)階段無人機(jī)航空測量技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

無人機(jī)航空測量技術(shù)，也被叫作無人機(jī)技術(shù)，其主要是以無人機(jī)平臺為基礎(chǔ)，搭載相應(yīng)地測量設(shè)備，通過無線設(shè)備控制無人機(jī)，以此獲取精確數(shù)據(jù)信息的技術(shù)手段。目前無人機(jī)平臺國內(nèi)國外有很多品類，不同性價比和不同用途的無人機(jī)，其穩(wěn)定性和適應(yīng)程度都不盡相同，根據(jù)相關(guān)研究報告，有些專家認(rèn)為大疆無人機(jī)技術(shù)可充分滿足地形測繪的無人機(jī)平臺需求。此外就是高精度的數(shù)據(jù)傳感設(shè)備，當(dāng)前一般采用全球定位系統(tǒng)（GPS）和測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)共同組成，但目前隨著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入全球化使用，也有相當(dāng)無人機(jī)航空測量技術(shù)已經(jīng)使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為主要的定位載體。無人機(jī)搭載高精度數(shù)據(jù)傳感設(shè)備就組成了一套完整的無人機(jī)遙感體系，同時再借助發(fā)達(dá)的信息通訊技術(shù)和信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)，就會大大提高地形測繪的精準(zhǔn)度，同時還有效提高地形測繪的效率。當(dāng)然無人機(jī)航空測量技術(shù)不僅僅是針對地形測繪工程，其在很多行業(yè)都是成體系被應(yīng)用[2]。

2 我國現(xiàn)階段無人機(jī)航空測量技術(shù)存在的問題

雖說當(dāng)前我國無人機(jī)航空測量技術(shù)發(fā)展態(tài)勢不錯，但是仍然存在些許問題，特別是無人機(jī)平臺飛行狀態(tài)下的穩(wěn)定姿態(tài)保持。無人機(jī)平臺因為其制造基本采用高科技材料，重量很輕，使得其機(jī)體重量偏輕，當(dāng)其飛行到足夠高度后，受到高空風(fēng)力影響，其飛行姿態(tài)會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，難以穩(wěn)定保持，這樣就會導(dǎo)致其拍攝的影像和圖片資料信息不清晰。此外在數(shù)據(jù)傳感控制方面，其控制精度還需不斷提高，但受限于我國無人機(jī)飛控技術(shù)水平，無人機(jī)傳感器控制精度不太高，以至于影響到測繪工作的正常進(jìn)行，同時對測繪數(shù)據(jù)精確度也會造成影響，更不適于大比例尺的相關(guān)測繪工作，此外無人機(jī)航空測量技術(shù)對通訊技術(shù)的依賴程度非常高，相關(guān)測繪人員需要傳感器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸，很大程度依賴于通信技術(shù)，這使黑客可以肆意侵入其中，對無人機(jī)平臺進(jìn)行干擾，嚴(yán)重影響無人機(jī)的安全飛行[3]。

3 無人機(jī)航空測量技術(shù)的主要優(yōu)勢

當(dāng)前航空測量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地形測繪中，據(jù)此相關(guān)測繪人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮無人機(jī)航空測量技術(shù)的優(yōu)勢，提高地形測繪精準(zhǔn)度。

3.1 高分辨率+360°全景影像測量應(yīng)用

當(dāng)前在售的無人機(jī)平臺內(nèi)，基本上都配備有高分辨率的數(shù)碼影像設(shè)備，這樣就會使地形測繪環(huán)節(jié)，可獲得高清晰度、高質(zhì)量的圖片資料和影像資料。同時其搭載在無人機(jī)平臺上，可實現(xiàn)全方位立體式拍攝，同時其還可以懸停在某個點進(jìn)行定點拍攝，解決傳統(tǒng)地形測繪的人力資源問題。

3.2 無人機(jī)機(jī)動性高

無人機(jī)航空測量技術(shù)其機(jī)動性非常高，且靈活程度也比較高，其對起飛和降落的場地要求不高，同時相關(guān)測量設(shè)備也不會影響到無人機(jī)的正常飛行。無人機(jī)前期準(zhǔn)備工作不需要太長時間，因此其所需成本也較少，且操作非常簡單、便捷，這些優(yōu)點是的無人機(jī)受到地形測繪領(lǐng)域的重視，無人機(jī)航空測量只需設(shè)定飛行路線，剩下的工作就會交給無人機(jī)。這樣不僅能提高地形測繪的精準(zhǔn)度和數(shù)據(jù)傳輸效率，還能有效提高地形測繪的工作效率[4]。

3.3 數(shù)據(jù)處理分析所需費用較低

數(shù)據(jù)處理分析所需費用較低也是無人機(jī)航空測量技術(shù)的一大優(yōu)點，相較于有人駕駛飛機(jī)所需費用，無人機(jī)所需費用僅是有人駕駛飛機(jī)的20%，此外無人機(jī)操控相關(guān)證件考取也比較簡便，而對應(yīng)地有人駕駛飛機(jī)的證件考取則是非常困難的，因此無人機(jī)航空測量技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了地形測繪的精準(zhǔn)度，而且還可以有效節(jié)省成本、節(jié)省培訓(xùn)人員時間等，使用價值非常巨大。另外無人機(jī)的材料結(jié)構(gòu)，基本上是高技術(shù)含量材料，非常便于維修和養(yǎng)護(hù)，同時無人機(jī)平臺搭載方面具有非常好的兼容性，使得相關(guān)設(shè)備間不存在相互干擾的問題。

3.4 兼容性強(qiáng)

采用單一的航空測量技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)測繪工作，無法有效保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，因此要確保無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到相關(guān)的各種場合，同時各技術(shù)間可以實現(xiàn)協(xié)同作用，以此彌補(bǔ)單一航空測量技術(shù)的劣勢，保證數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度，使無人機(jī)航空測量技術(shù)兼容性大大增加，能高效、快捷地完成相關(guān)地形測繪工作[5]。

4 無人機(jī)的相關(guān)應(yīng)用策略

4.1 無人機(jī)像控點布設(shè)在地形測繪中的應(yīng)用策略

在使用無人機(jī)航空測量技術(shù)進(jìn)行地形測繪過程中，第一步就是要進(jìn)行像控點的科學(xué)合理布設(shè)，其主要有兩實施部分組成：布設(shè)區(qū)域網(wǎng)點和布設(shè)像片控制點。布設(shè)區(qū)域網(wǎng)點環(huán)節(jié)中，航空拍攝的路徑選擇需要以平高點為基準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)，使用四基準(zhǔn)線進(jìn)行劃分，將兩條航線分別劃分在旁向航線跨度位置，六條航線設(shè)置在地形較為崎嶇地形部位，對于不規(guī)則地形特征，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行航線補(bǔ)充和調(diào)整。布設(shè)相片控制點操作需要借助全球定位系統(tǒng)（GPS）控制節(jié)點來實現(xiàn)，其設(shè)置級別為D和E，代表測繪監(jiān)測點和起始點。再具體的測繪過程中，可充分利用實時動態(tài)差分法（PTK）控制體系再輔以接受系統(tǒng)和控制手薄，完成對控制節(jié)點的測繪，確保測繪工作能夠順利進(jìn)行，將其優(yōu)勢充分發(fā)揮。同時以跨域資源共享（CORS）網(wǎng)路為前提，對PTK流動站點進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，確保無人機(jī)和控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行高質(zhì)量信息傳輸[6]。

4.2 無人機(jī)空中三角測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用策略

在對像控測量流動點進(jìn)行觀測時，主要采用重整三腳架進(jìn)行觀測，其主要包括以下幾點，例如空中加密三角測量環(huán)節(jié)、加密點測量環(huán)節(jié)等。其中空中加密三角測量環(huán)節(jié)的主要技術(shù)原理為通過設(shè)置將需測繪目標(biāo)空地進(jìn)行突出顯示，然后將標(biāo)識距離進(jìn)行嚴(yán)格控制，在進(jìn)行測繪過程中，若是有山谷、河道等地形分布，需要在航線控制階段就考慮，然后科學(xué)地調(diào)整高度差值，避免出現(xiàn)測量誤差情況；若是測繪地形中有類似于平整地形向大坡度地形過渡時，應(yīng)在空中三角加密點設(shè)置時增加點位，確保測繪的精準(zhǔn)度，一般情況下，都是增設(shè)兩個點位[7]。

4.3 無人機(jī)補(bǔ)測技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用策略

使用無人機(jī)航空測量技術(shù)進(jìn)行地形測繪時，對測量盲點必須要足夠的了解和認(rèn)識，全面評估和考慮待測地形區(qū)域內(nèi)大致地形狀況，同時對待測地形區(qū)域范圍要明確，并依據(jù)待測地形范圍，設(shè)計科學(xué)合理的測量路徑和布置準(zhǔn)備，此外對于測量盲點，若將獲取到的無人機(jī)測繪數(shù)據(jù)與原有相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)有遺漏情況，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行二次補(bǔ)測，確保測繪工作不存在遺漏現(xiàn)象。在使用無人機(jī)航空測量技術(shù)進(jìn)行測繪時，應(yīng)當(dāng)保證測繪的完整性和連貫性，若發(fā)現(xiàn)有不連貫、遺漏情況時，必須第一時間根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)測，使測繪質(zhì)量和工作效率不斷提高，若出現(xiàn)特殊情況，也可借助人工方式進(jìn)行補(bǔ)測，以此保障補(bǔ)測數(shù)據(jù)的完善。此外若是測量過程中誤差問題嚴(yán)重，應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)地二次補(bǔ)測，以解決和控制誤差問題出現(xiàn)概率，同時測繪工作人員也應(yīng)當(dāng)不斷完善各種測量技術(shù)手段，對操作模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，以此推進(jìn)無人機(jī)航空測量技術(shù)不斷提升，保證地形測繪效率更高、精準(zhǔn)度更高[8]。

5 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展加快，測繪行業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)也借助科學(xué)技術(shù)發(fā)展的東風(fēng)逐步提升，特別是無人機(jī)航空測量技術(shù)，近些年來其發(fā)展勢頭非常良好，在不斷提高我國地形測繪精準(zhǔn)度的同時，還使測繪工作質(zhì)量和工作效率不斷提高，從而為后續(xù)地形測繪發(fā)展提供寶貴的經(jīng)驗，以此推進(jìn)地形測繪的可持續(xù)發(fā)展。