無人機航空測量技術在地形測繪中的應用探微

龍海林

（貴州中水建設管理股份有限公司，貴州貴陽 550001）

測繪是地質勘查中的關鍵環節，近些年隨著我國科學技術水平不斷提高，測繪工程水準得到有效的發展，特別是無人機航空測量技術的應用，使測繪工程效率、科學程度邁向新的高度。其主要組成部分是航空測量技術設備，將通信定位系統安裝在小型無人飛行器上，以此完成測繪工作，獲取相應的測繪數據。無人機航空測量技術不僅節省人力資源，且測繪效率高、測繪精準度也比較高，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展，使其對測繪準確度、精確度要求越來越高，普通的人力已經無法完成這項工作，以無人機平臺為基礎，將航空測量技術融入其中，已經成為現階段甚至未來很長時間內地形測繪的主要手段，無人機航空測量技術在地形測繪中能夠發揮其機動性好、能耗低等優點，高效獲取大量的地形信息數據和相關圖文信息，其在地形測繪中有巨大的應用價值[1]。

1 我國現階段無人機航空測量技術發展狀況

無人機航空測量技術，也被叫作無人機技術，其主要是以無人機平臺為基礎，搭載相應地測量設備，通過無線設備控制無人機，以此獲取精確數據信息的技術手段。目前無人機平臺國內國外有很多品類，不同性價比和不同用途的無人機，其穩定性和適應程度都不盡相同，根據相關研究報告，有些專家認為大疆無人機技術可充分滿足地形測繪的無人機平臺需求。此外就是高精度的數據傳感設備，當前一般采用全球定位系統（GPS）和測繪數據分析系統共同組成，但目前隨著我國北斗衛星導航系統投入全球化使用，也有相當無人機航空測量技術已經使用北斗衛星導航系統，作為主要的定位載體。無人機搭載高精度數據傳感設備就組成了一套完整的無人機遙感體系，同時再借助發達的信息通訊技術和信息數據處理技術，就會大大提高地形測繪的精準度，同時還有效提高地形測繪的效率。當然無人機航空測量技術不僅僅是針對地形測繪工程，其在很多行業都是成體系被應用[2]。

2 我國現階段無人機航空測量技術存在的問題

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

3 無人機航空測量技術的主要優勢

當前航空測量技術已經廣泛應用于地形測繪中，據此相關測繪人員應當充分發揮無人機航空測量技術的優勢，提高地形測繪精準度。

3.1 高分辨率+360°全景影像測量應用

當前在售的無人機平臺內，基本上都配備有高分辨率的數碼影像設備，這樣就會使地形測繪環節，可獲得高清晰度、高質量的圖片資料和影像資料。同時其搭載在無人機平臺上，可實現全方位立體式拍攝，同時其還可以懸停在某個點進行定點拍攝，解決傳統地形測繪的人力資源問題。

3.2 無人機機動性高

無人機航空測量技術其機動性非常高，且靈活程度也比較高，其對起飛和降落的場地要求不高，同時相關測量設備也不會影響到無人機的正常飛行。無人機前期準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，這些優點是的無人機受到地形測繪領域的重視，無人機航空測量只需設定飛行路線，剩下的工作就會交給無人機。這樣不僅能提高地形測繪的精準度和數據傳輸效率，還能有效提高地形測繪的工作效率[4]。

3.3 數據處理分析所需費用較低

數據處理分析所需費用較低也是無人機航空測量技術的一大優點，相較于有人駕駛飛機所需費用，無人機所需費用僅是有人駕駛飛機的20%，此外無人機操控相關證件考取也比較簡便，而對應地有人駕駛飛機的證件考取則是非常困難的，因此無人機航空測量技術的應用不僅提高了地形測繪的精準度，而且還可以有效節省成本、節省培訓人員時間等，使用價值非常巨大。另外無人機的材料結構，基本上是高技術含量材料，非常便于維修和養護，同時無人機平臺搭載方面具有非常好的兼容性，使得相關設備間不存在相互干擾的問題。

3.4 兼容性強

采用單一的航空測量技術進行地質測繪工作，無法有效保證測量數據的精準度，因此要確保無人機技術應用到相關的各種場合，同時各技術間可以實現協同作用，以此彌補單一航空測量技術的劣勢，保證數據信息的精準度，使無人機航空測量技術兼容性大大增加，能高效、快捷地完成相關地形測繪工作[5]。

4 無人機的相關應用策略

4.1 無人機像控點布設在地形測繪中的應用策略

在使用無人機航空測量技術進行地形測繪過程中，第一步就是要進行像控點的科學合理布設，其主要有兩實施部分組成：布設區域網點和布設像片控制點。布設區域網點環節中，航空拍攝的路徑選擇需要以平高點為基準進行確認，使用四基準線進行劃分，將兩條航線分別劃分在旁向航線跨度位置，六條航線設置在地形較為崎嶇地形部位，對于不規則地形特征，需要根據實際情況進行航線補充和調整。布設相片控制點操作需要借助全球定位系統（GPS）控制節點來實現，其設置級別為D和E，代表測繪監測點和起始點。再具體的測繪過程中，可充分利用實時動態差分法（PTK）控制體系再輔以接受系統和控制手薄，完成對控制節點的測繪，確保測繪工作能夠順利進行，將其優勢充分發揮。同時以跨域資源共享（CORS）網路為前提，對PTK流動站點進行科學設置，確保無人機和控制系統能夠進行高質量信息傳輸[6]。

4.2 無人機空中三角測量技術在地形測繪中的應用策略

在對像控測量流動點進行觀測時，主要采用重整三腳架進行觀測，其主要包括以下幾點，例如空中加密三角測量環節、加密點測量環節等。其中空中加密三角測量環節的主要技術原理為通過設置將需測繪目標空地進行突出顯示，然后將標識距離進行嚴格控制，在進行測繪過程中，若是有山谷、河道等地形分布，需要在航線控制階段就考慮，然后科學地調整高度差值，避免出現測量誤差情況；若是測繪地形中有類似于平整地形向大坡度地形過渡時，應在空中三角加密點設置時增加點位，確保測繪的精準度，一般情況下，都是增設兩個點位[7]。

4.3 無人機補測技術在地形測繪中的應用策略

使用無人機航空測量技術進行地形測繪時，對測量盲點必須要足夠的了解和認識，全面評估和考慮待測地形區域內大致地形狀況，同時對待測地形區域范圍要明確，并依據待測地形范圍，設計科學合理的測量路徑和布置準備，此外對于測量盲點，若將獲取到的無人機測繪數據與原有相關數據進行對比，發現有遺漏情況，應當進行二次補測，確保測繪工作不存在遺漏現象。在使用無人機航空測量技術進行測繪時，應當保證測繪的完整性和連貫性，若發現有不連貫、遺漏情況時，必須第一時間根據相關數據進行補測，使測繪質量和工作效率不斷提高，若出現特殊情況，也可借助人工方式進行補測，以此保障補測數據的完善。此外若是測量過程中誤差問題嚴重，應該進行系統地二次補測，以解決和控制誤差問題出現概率，同時測繪工作人員也應當不斷完善各種測量技術手段，對操作模式進行改革創新，以此推進無人機航空測量技術不斷提升，保證地形測繪效率更高、精準度更高[8]。

5 結語

隨著我國科學技術發展加快，測繪行業技術水準也借助科學技術發展的東風逐步提升，特別是無人機航空測量技術，近些年來其發展勢頭非常良好，在不斷提高我國地形測繪精準度的同時，還使測繪工作質量和工作效率不斷提高，從而為后續地形測繪發展提供寶貴的經驗，以此推進地形測繪的可持續發展。