地質工程測量測繪中無人機技術的應用實踐探索

陳斯雯

遼寧省東煤地質物探測量隊有限責任公司 遼寧 沈陽 110000

由于無人機自身比較靈敏等特征，因此可以在各種各樣的活動中使用遠程操控無人機[1]。無人機遙感技術能夠實現(xiàn)將這些遙感數據拍攝的圖像實時的傳輸出去，確保拍攝數據的真實性和實效性[2]。不光具備高效的優(yōu)點，在測繪工作中最突出的優(yōu)勢就是能夠獲得比較良好、分辨率比較高的圖像，這也是無人機遙感技術的突出優(yōu)勢，在測繪工作中有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 無人機系統(tǒng)的構成

1.1 遙感數據處理平臺

通過無人機的航拍技術對地質進行有效的測繪，結合實際的情況對測繪的圖像完成處理，使用遙感數據對數據完成收集與整合，能夠實時的將數據傳遞到數據中心[3]。還可以結合第三軟件形成地形圖，正射影像高清地圖，3D實景建模等性能。

1.2 遙感數據收集系統(tǒng)

無人機遙感技術指的是在無人機上安裝各種各樣的遙感裝置，比如高分辨率的數字CCD相機、輕型光學相機、激光器、掃描儀等裝置。在測量中通常都運用DJ Phantom 4RTK無人機為主，其機身能夠裝在可提供厘米級別的高精準度準確定位的D-RTK模塊，進而能夠達到更加準確的繪制作業(yè)要求，并且在機身前左右上下六個部分，都能夠配備視覺感知和紅外感知系統(tǒng)，可以有效的從全方面的視覺定位，躲避障礙[4]。飛行器打在超高清的數碼相機，在搭配三軸防抖云臺控制系統(tǒng)能夠拍攝出2000W像素照片以及2K高清視頻，運用機械快門能夠更加準確的保證測繪的航拍成像成果。

還可以將手機與遙控器相連接，遙控器可以運用OCUSYNC高清圖傳技術，能夠完成七千米的最大傳輸距離，將拍攝的數據進行時時的傳送，可以直接在手機APP中展現(xiàn)出實時的高清畫面[5]。還可以在APP內使用提前準備好的KML格式文件策劃飛行路線，能夠保證在大面積區(qū)域內完成自動化測繪作業(yè)，展現(xiàn)出操作快捷、自動化、信息準確的特點；無人機的遙控平臺，能夠在飛行測量的過程中完成無人機的準確管理和控制，在控制的時候可以運用GPS、GNSS、D-RTK模塊的高精準度定位技術得到參數，對測繪地區(qū)完成定位，對其他設備的狀態(tài)進行精準的控制，能夠更加準確的完成測繪數據的收集和整合工作。

2 無人機在地質工程測量測繪中的優(yōu)勢

2.1 操作方法簡單便捷

無人機不光能夠運用遙感技術完成數據信息的收集，還能夠完成信息的處理工作。無人機在地質工程測繪工作中展現(xiàn)出非常強的適配性，各項系統(tǒng)可以進行相互的配合，確保了實際工作中的效率[6]。并且，由于無人機本身體積就比較小，操作起來比較靈活，對于比較難去探測的地區(qū)也能夠實現(xiàn)任意的進出，完成信息的收集工作。無人機的飛行速度與高度可以滿足大范圍測繪的要求，在測繪范圍的前提下，擴充無人機的數量這樣就能夠直接擴大測繪的范圍。無人機在完成地質的測繪工作中，會主動的尋找較為清晰的角度展開拍攝，確保拍攝數據的準確性和可靠性，能夠有助于地質工程測量工作的順利進行。簡單便捷的操作方法使無人機的優(yōu)勢得以更好地發(fā)揮，相對于傳統(tǒng)的測繪方法，這種方法無需技術人員開展更多準備工作，測繪時主要操控無人機飛到制定的位置即可，無人機就能更具計算機指令進行測繪，而且其獲得的數據精度更高。操作簡單便捷這一優(yōu)勢成為了無人機取代傳統(tǒng)測繪方法的重要因素，未來階段隨著無人機技術發(fā)展，其在測繪領域的作用將會進一步得到突顯。

2.2 測繪方法高效

無人機測繪技術產生之前，一般都是運用的方式都是將設備與飛機進行配合的測繪方式，然而將相機放置在飛機上的這種測繪方式，首先就要給飛機準備一個規(guī)格比較大的飛行場地，這直接就會導致測繪成本加大。投入的成本比較高，并且在實際的使用過程中，步驟也是比較繁瑣的，這導致地質工程的測繪工作產生了很大的工作量，運用無人機技術展開測繪工作，能夠很好的解決場地成本等問題。無人機能夠在沒有飛行限制地區(qū)的500米高空完成飛行和探測工作，最低的距離可以達到50米以內，能夠實現(xiàn)在測繪地區(qū)進行近景拍攝，達到測繪的實際要求[7]。就地質工程的測繪工作來說，無人機的運用不光能夠減少投入的成本，還能夠在很大程度上提升工作效率。無人機系統(tǒng)能夠將拍攝到的內容展現(xiàn)出來，經過有效的搜集和分析信息，然后將信息傳輸到計算機平臺上，經過對信息的處理進而的得到有用的測繪信息，給地質工程的順利開展提供真實的信息數據基礎，無人機還可以完成人工無法做到的任務，可以對比較難去探測的死角完成實地的測量，還能夠在測繪范圍內完成搜索，增強測量的精準度。

2.3 測繪數據精確可靠

我國具有土地面積寬廣的特點，并且因為各個地域之間的地形不同，導致每個地區(qū)都具有比較獨特的地理特征，這也給地質工程的測繪工作增加了一定的難度。以往的測繪技術很難完成比較特殊地貌區(qū)域的工作，尤其是在外部天氣環(huán)境比較惡劣的情況下，直接就會影響到衛(wèi)星的遙感系統(tǒng)，致使這項功能無法發(fā)揮出有效的作用。在比較極端的天氣中，會對實際的測繪測量工作產生很大的負面影響，可能會導致測繪的數據不準確[8]。然而利用無人機技術能夠在有外界因素干擾的情況下依舊保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，在比較短的時間內完成強度比較高的作業(yè)，無人機的分辨率也會大大高于衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的性能，能夠保證在測繪過程中獲得比較精準的數據信息，降低外界因素對測繪結果的影響，確保地質工程測量工作的精準度。在收集信息時，還可以及時的處理信息，增強測繪技術的智能化程度。精確可靠的測繪數據能夠為人們提供優(yōu)質的測繪服務，對于很多行業(yè)而言數據精度的提升能夠降低這些行業(yè)的成本投入，同時也能增加經濟收益，所以無人機測繪方法在現(xiàn)代測繪工作中扮演著重要的角色。

3 無人機在實際地質測繪中的應用

3.1 野外地形拍攝

外業(yè)航飛主要指的是在多旋翼無人機飛行平臺中搭配5鏡頭相機完成多架次的航測，經過從多種的角度進行拍攝地面影像，得到建筑的側面文理數據，獲得可靠的高清的原始數碼影像、照片拍攝點空間位置以及姿態(tài)信息，結合相機的畸變參數，運用空三軟件完成匹配、平差和拼接等工作，最終得出能夠滿足標準需求的數字正射影像圖DOM，數字高程模型DEM等數據，再運用傾斜三維建模系統(tǒng)完成三維實景重現(xiàn)。值得注意的是，在開展野外飛行作業(yè)中，測量技術人員應該制定出完整的計劃，保證飛行路線，之后在完成試飛，并且還要對飛行過程中產生的不可控因素造成的問題進行分析，并制定出解決方案[9]。野外拍攝的關鍵是獲得目標去準確的地理信息數據，無人機能夠在復雜的野外環(huán)境下進行拍攝，同時將測繪的精度控制在理想的范圍內，如果使用傳統(tǒng)的測繪方法，投入的人力資源非常大，而且獲得的測繪數據精度并不高，測繪的周期較長。

3.2 低空地理航測

近幾年，無人機技術得到了廣泛的發(fā)展，以無人機技術為基礎的無人機攝像測量技術，因為造價比較低、靈敏度比較高，操作方面等優(yōu)勢，取得了廣泛的應用。這項技術主要是用無人機作為主體，通過裝配非量測相機，形成飛行控制體系，地面控制系統(tǒng)負責規(guī)劃，可以精準度額測量地面影像數據信息，降低出現(xiàn)錯誤測量數據問題的發(fā)生幾率，提升測量數據的運用效率，與普通的航空攝影測量技術相比較而言，無人機攝影測量技術所需的維修成本也更加低一些，隨著國家政策的不斷改動，低空空域漸漸的被開放，無人機審批的程序也更加的簡單，并且作業(yè)的方式也更加靈敏，因為外界大氣環(huán)境的影像相對來講比較少，在一定時間內，能夠更加精準高效的獲得影像數據。無人機攝影測量技術能夠得到很好的使用，可以較好的彌補常規(guī)航測與工程測量中存在的不足之處和弊端，有助于相關的人員可以迅速的得到大比例尺地形圖。在無人機中搭配相機，運用非量測相機，成像的效率高。

3.3 繪制地形圖

為了確保測量結果的精準度，一定要對航拍系統(tǒng)的功能和性質進行檢驗，在收集數據時一旦出現(xiàn)圖像缺陷的情況，需要再次完成補測工作，還能夠運用無人機的遙感技術，提前處理拍攝的照片，在無人機系統(tǒng)對照片數據完成核驗時，可以把沒有達到規(guī)定的數據直接處理完成，把更加精準的信息傳輸到數據中心，地質工程繪制工作能夠有效的提高土地的利用率，在實際完成測繪工作中，需要確保無人機的狀態(tài)，給測繪工作的順利完成做出保障，定期調試檢查設備，自確保無人機可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下工作，使地質工程測繪工作的質量得到切實提升[10]。無人機在飛行的過程中需要保證在一定的高度內進行飛行，能夠完成不同高度的飛行作業(yè)，按照高度的變化計算好無人機的運行軌道，通過計算的數據得到高程值，運用計算機對高程值的數據完成轉變，最終得到土石方量。

3.4 三角測量技術

三角測量技術在地質工程測繪工作中有著不可忽視的作用，運用這項技術能夠在測繪工作中完成立體式的測量，使得測繪工作的質量得到提升，空中三角測量，能夠在保證在運用最少控制點的情況下完成測繪，確保測繪中的高程、平面等位置保持一致，為地質測繪數據的準確度提供保障。三角測量技術能夠有效地提升測繪的精度，這種測繪方法核心優(yōu)勢是通過多種測量技術方法對同一目標進行測繪，獲取目標的測繪數據后利用誤差處理系統(tǒng)對存在誤差的數據進行處理，剔除較大誤差的數據后保留一致的數據。這種立體式的測量方法能夠有效地將技術操作誤差和地理環(huán)境造成的影響降低，所獲得的地理信息精度非常高，目前這種技術正處于發(fā)展階段，未來階段如果在技術方面取得一系列突破，這項技術將成為影響測繪領域的重要技術之一。

3.5 智能航線規(guī)劃

一般情況下，無人機的作業(yè)時間通常都保持在一個小時之內，拋除部分時間的消耗，無人機的實際拍攝時間能夠達到三十分鐘，因此，操作人員需要預先規(guī)劃好無人機的飛行時間以及飛行軌道，預防出現(xiàn)在規(guī)定時間內無人機發(fā)生電量不足等事故，要科學合理的規(guī)劃好飛行的航線，增強無人機作業(yè)的高效性。對于需要檢測的區(qū)域要進行重點、全方位的規(guī)劃，保證無人機能夠在需要測量的地區(qū)完成有效的測繪工作，結合測繪的實際要求運用各種各樣的拍攝形式，對于需要測量的位置也要建立相應的標志，結合無人機的作業(yè)時間合理的安排操作程序。嚴格控制測繪地區(qū)是為了能夠確保測量任務的高效性，結合測繪區(qū)域編制出相對的控制網絡，確保無人機能夠在作業(yè)期間按照網絡信號找到提前設立的坐標，這也能夠有助于無人機更好的核實作業(yè)路線。智能航線規(guī)劃的意義在能夠通過計算機系統(tǒng)對測繪路線進行精準控制，從而提升測繪的質量，這對于現(xiàn)代測繪行業(yè)的發(fā)展而言有著重要的意義，因為其解決了傳統(tǒng)的人工規(guī)劃路線方法帶來了一系列不確定性因素影響，有效地保障地理信息測繪結果的客觀性。

3.6 地理數據采集

首先是航空攝影測量，無人機作為我國科技領域的重大研究成果之一，在地質工程測繪中發(fā)揮出了不小的作用，能夠有效的提升工作效率，可以說在一定程度上推動了我國地質工程地形測量技術的發(fā)展。無人機技術的使用，能夠韓浩的解決特殊環(huán)境給測繪工作造成的難度，在測繪的過程中可以充分的展現(xiàn)出無人機的系統(tǒng)機能。經過拍攝系統(tǒng)對規(guī)劃區(qū)域開展有效的拍攝，使用定位系統(tǒng)傳輸數據，產生精準的比較清楚的地理圖像信息。然后在運用信息化的技術將數序進行整理，生成具體的信息數據，再對這些信息完成處理形成精準可靠的數據影像。無人機的拍攝技術能夠實現(xiàn)對特殊地形的精準把控，完成對檢測不到的死角地區(qū)進行準確的測量，確保測量數據的有效性，為實際地質工程的測繪提供準確有效的數據結果。

4 結束語

綜上所述，無人機航空攝影測量技術作為一種新興的技術，可以對一些地形比較復雜、范圍比較大的區(qū)域完成測量，并且其得到的地形圖等測繪產品精準度更高，可以達到大比例尺測圖對精度的標準。測量單位能夠直接體現(xiàn)出無人機航空攝影測量技術的優(yōu)勢，將其使用到有關領域的工程測量中，可以切實提升測量工作的質量以及效率，因此，應該將無人機技術廣泛的運用到地質工程測量測繪工作中，推動我國地質工程又好又快的發(fā)展。