無人機技術在測繪測量中的應用分析

鄭期兼

摘 要：無人機技術以其靈活性好、操作簡單等優點，被廣泛應用在測繪測量領域。簡單介紹無人機技術的基本內容和特點，就其在礦山測量、城市規劃測量和海岸地形測量中的應用進行詳細分析，以供同行參考。

關鍵詞：無人機技術；測繪測量；城市規劃；礦山測量

中圖分類號：P204 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0040-02

1 無人機技術概述

無人機技術即無人機遙感技術，是一種將無人駕駛飛行器技術、遙感技術、通信技術和GPS定位技術等有機結合起來的，應用于地理信息測繪測量方面的應用技術，具有智能化、自動化和專業化等特點。目前，該技術已在國土資源測繪領域得到廣泛應用，并已經成為世界各國的研究重點，也是未來遙感技術發展的主要方向。無人機技術可以實時更新、修改和升級地質環境測量信息和地理空間測量信息等，為政府和企業提供最新的地理信息，為環境整治、土地開發和國土資源管理等方面提供信息保障。經濟和文化的繁榮使得傳統的遙感技術已經無法滿足人們日益增長的需求，不少古建筑、城鄉地貌等發生了巨大的變化，車站、機場、港口和市政工程等建設都需要更加詳盡的資料，所以運用無人機技術獲取更詳盡資料迫在眉睫。

無人機技術的系統結構如圖1所示，是由微型無人機平臺、高分辨率數碼傳感器、導航和定位系統和數據處理四個部分組成的，是計算機技術、GPS技術、通信技術和數據處理等技術的集合體。該技術具有以下幾個特點：①數據資料更新快。無人機采用低空飛行方法，對空間領域申請要求限制較小，只要天氣適宜飛行，注冊后便可飛行，從而有效地保證了數據采集和更新的及時性。②數據分辨率高。無人機上攜帶有高分辨率的傳感器，可以獲取厘米級的影像數據，能滿足各種比例尺監測圖的需求，這是傳統技術所不能媲美的。③成本低。無人機操作簡單，該技術運營成本低、高性價比，能獲得較高的經濟效益。

2 無人機技術在測繪測量工作中的應用分析

2.1 無人機技術在礦山測量中的應用

隨著社會經濟的快速發展，煤炭資源的需求量也在不斷提高，礦山開發深度和廣度均有所延伸。礦山測量測繪是安全開采的基本保證，可以為礦山開采和管理提供有益的信息依據，可以保護煤炭資源和礦山周邊的生態環境。

2.1.1 為數字礦山建設提供數據

數字礦山的建設有助于為礦山開采構建良好的信息管理系統，它需要大量的遙感影像、地形圖件和數字模型等基礎數據；而無人機技術采用低空飛行方法獲取地理信息，能克服礦山處于偏遠山區、地理環境復雜的劣勢，為數字礦山建設提供大量數據。

2.1.2 加強礦山環境整治的重要措施

礦山開采破壞了周邊的自然環境，如果不注重環境保護，最終將會影響到礦山開采的順利進行。然而，礦山所處的地理環境使得環境整治較困難，獲取基本的環境信息難是一直困擾相關職能部門的問題。而采用低空飛行的無人機技術能快速獲取大量目標區域的雷達、彩色、多光譜遙感數據，經過數據處理，得到更多定量、定性分析數據，為礦山的環境整治提供依據。

2.1.3 礦山資源保護和利用

礦產資源屬于不可再生能源，必須合理利用和保護，嚴禁肆意開采。雖然有行政部門監管，但仍存在不少亂采、亂挖現象。對此，政府部門必須學會利用先進技術來監測礦山的開采情況，而采用無人機技術恰好可以實現在無人到達目標區域的情況下即可取證、空中監測的效果，實現資源保護和利用的動態檢測，促進礦山開采的合理性和科學性。

2.2 無人機技術在城市規劃測量中的應用

城市規劃對城市的發展至關重要，城市規劃需要大量的大地測量測繪信息，采用無人機技術獲取大量精度高的測量信息，根據測量信息制作數字地形模型，繪制大比例地形圖，促進有關部門和人員作出科學的城市規劃決策，推動城市健康發展。

2.2.1 無人機航空攝影

低空飛行的無人機利用遙感傳感器獲取大量的地理信息，獲取分辨率高、色彩均勻的影像資料，同時可以從不同角度拍攝同一地區的地理狀況，從多方位了解目標區域的實際情況。

2.2.2 數據采集

根據無人機的飛行狀況和影像分布情況，在空三區域中的兩個區域采用手動和自動結合的加密形式，有效剔除粗差信息，獲取精確信息；再根據空三測量的成果進行單模型定向，如果無法定向，則需要分析在無人機航飛過程中是否存在傾角、旋偏角不合理、航線彎曲等現象，并及時調整，有效保障采集數據的準確性。

2.2.3 數據的處理

無人機技術的數據處理中心將采集的信息進行相應的處理，從而為人們提供更加有用的數據，比如對影響資源進行色差處理。

2.3 無人機技術在海岸地形測量中的應用

港口建設、水產養殖、圍海造田、敷設電纜管道、海岸資源開發、登陸作戰訓練和海岸軍事工程等都需要海岸地形信息，因此，海岸地形測量也是社會經濟生活中的一項重要內容。在海岸地形測量中，無人機技術能滿足海岸地形成圖的要求，有效地提高測量效率。無人機可在預定航線上50～1 000 m范圍內低空飛行，并保持平穩的飛行姿態，獲取大量的海岸地形航拍、攝影信息。無人機可載油5 kg，一次性飛行1 600 km，滯空時間長達16 h，一次性可完成100個航點，實現大區域的長時間航拍。

2.3.1 準備工作

做好航測地區的海岸帶質地、開發現狀、地形地貌和灘涂等情況的調查工作。由于海岸地形測量受潮汐影響較大，所以還需調查大量的潮汐資料，以保證無人機航拍時處于海岸的低潮時間。航線設計會影響到測量精度和質量，我們可以先將航攝區域的坐標和最新地形圖調入到AutoCAD中進行航線設計。由于天氣會對航拍質量產生一定的影響，所以應盡量在晴朗天氣作業，避免造成影像資料的模糊、重疊、能見度低等問題。

2.3.2 布設控制點

布設控制點主要有以下幾種情況：①單航帶可以覆蓋測量區域時，則隔3～4條基線布設梯隊平高控制點；②單航帶無法覆蓋測量區域時，需沿航向每隔3～4條基線布設1個平高點，沿旁向間隔航線布設1個平高電氣，在整個測量區域中心布設1個平高點。所有的控制點均勻地分布在測量區域，且有非常明顯的標記，保證1張成片上的控制點在4～6個。

2.3.3 數據處理

處理分析獲得的地理信息數據，再綜合各方面信息繪制海岸地形圖。

3 結束語

隨著無人機技術的發展，人們對其的關注也越來越多，大量試驗表明其在測繪測量工作中的應用是可行性，同時無人機技術也逐漸從技術研發走向實際運用，在提高測繪測量精度、獲取高清晰影像資料、加快信息更新、提高測量安全性等方面起到重要作用。相比較于傳統的載人飛機航空遙感技術而言，無人機技術明顯的優勢在實踐中已得到驗證，其在社會各行各業被廣泛應用，促進了社會經濟的和諧發展。

參考文獻

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〔編輯：李玨〕

Application of UAV Technology in Mapping Measurement

Zheng Qijian

Abstract： UAV technology for its flexibility， simple operation， etc.， are widely used in the field of surveying and mapping measurements. UAV technology brief basic content and features， detailed analysis of its application in mine surveying， urban planning， measuring and coastal topography measurement for peer reference.

Key words： UAV technology； mapping measurements； urban planning； mine surveying