無人機在地質工程測量測繪中的應用探究

呂志強 劉瑞岐

摘要：在先進科學技術的帶動下，越來越多的先進技術得以產生，并且在很多領域發揮著積極作用，以無人機技術為例，配合相應的航測技術，在地質測繪領域表現出了巨大的優勢。相比人工測量，無人機航測系統具備結構簡單、操作便捷的優勢，而且受地形地貌因素的影響較小，對于一些危險區域的測繪有著良好的應用效果，因此成為航拍影像和地質測繪圖獲取的重要手段。

關鍵詞：無人機;地質工程;測量測繪;應用

1無人機系統構成

1.1遙感數據收集系統

以測繪常用的DJPhantom4RTK無人機為例，機身裝載有可提供厘米級高精度準確定位的D-RTK模塊，從而能實現更為精準的測繪作業，而且在機身前左右上下六個部位，均配備了視覺感知和紅外感知系統，可以用來提供全方位的視覺定位和飛行避障。飛行器搭載超高清數碼相機，配合三軸防抖云臺控制系統可以拍攝2000W像素照片和2K高清視頻，機械快門進一步確保了測繪航拍成像效果。

可以通過手機連接到遙控器，遙控器通過OCUSYNC高清圖傳技術，在7KM最大傳輸距離內，將拍攝的數據進行實時傳輸，在手機App上還可以顯示實時高清畫面。也可在App內利用事先做好的KML格式文件規劃飛行路徑，實現大面積區域的自動化測繪作業，具有操作快捷、自動化、信息精確的優勢;無人機的遙控平臺，可以在飛行測量的過程中對無人機進行有效的管理和操作，在操作的時候利用GPS，GNSS，D-RTK模塊的高精度定位技術獲得參數，對測繪地區進行定位，對其他運行設備的狀態進行有效地把控，可以有效地對測繪數據進行有效收集。

1.2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，按照實際需求對測繪的圖像進行處理，利用遙感數據對數據進行整合，將實時數據傳遞到數據中心。還可配合第三方軟件生成地形圖，正射影像高清地圖，3D實景建模等功能。

2無人機航測系統在地質測繪領域的實踐

2.1控制點測量

以某森林公園區地質填圖工作為例，在利用無人機航測系統進行地質填圖的過程中，工作人員結合該區的情況，首先設置影像控制點，然后對影像控制點進行無人機航拍。為保證測量結果，在1980年西安坐標系中選取了相應的控制點。這些是控制點在西安坐標系中的1980點，可以實現對被測區域的全面覆蓋，為順利完成各項工作打下堅實的基礎。在設置圖像控制點時，工作人員傾向于將圖像控制點布置在重疊和側重疊區域，以保證圖像控制點的通用性。如果不能滿足共性的要求，則需要通過單獨設置點來避免孔洞。測量環節對測量精度有較高的要求。結合測量的實際情況，無人機航測系統獲得的數據能夠滿足相應的平面精度和高程精度要求，也可以促進測量效率的提高。對于地質測繪人員，需要提前在智能手機或手持終端設備上安裝相應的軟件，然后導入圖像控制點的位置信息，并借助相應的衛星地圖，工作人員可以實現圖像控制點位置的準確快速定位，然后結合實際測量線合理規劃圖像控制點的位置。從提高圖像控制點測量精度的角度出發，工作人員從所有圖像控制點中隨機選取18個圖像控制點進行檢測。結果表明，圖像控制點的平面誤差為±0.025m，高程誤差為±0.035m，滿足相關標準和規范的要求。按無人機航跡線設計圖像控制點分布時，圖像控制點個數為80個。地面采用環保涂料，并涂有100cm十字標志，便于無人機識別。

2.2收集測繪資料

2.2.1航空攝影測量

無人機是我國科技領域的一項重要研究成果。它提高了地質工程測繪工作的可靠性，提高了測繪工作的效率，對工程地形測量技術的發展起到了推動作用。無人機技術的應用有效地解決了特殊環境給測繪工作帶來的困難，有效地發揮了無人機在測繪中的系統功能。通過拍攝系統對規劃區域進行有效拍攝，定位系統共享數據，形成清晰準確的地理圖像信息。利用信息技術對數據進行整合，形成具體的信息，并對信息進行處理，生成準確可靠的數據圖像。無人機射擊技術有助于有效地控制特殊地形，測量無法有效探測到的死角，保證測繪數據的可靠性。

2.2.2像片測量與控制

圖像的測量和控制是無人機測繪過程中的一項重要功能。在實際應用中，技術人員需要充分了解具體的操作方法，做好技術操作的相關參數分析。結合以往測繪工作的實際流程和操作方法，對其進行合理的分析和優化，對設備中容易出現的問題進行全面的處理，并定期對無人機進行維護保養，保證了無人機工作的有效性，提供了準確有效的保障為實際地質工程測繪提供數據成果。對于技術應用層面，技術人員應充分了解技術相關知識，在技術實施的實際范圍內進行操作，提高數據傳輸速率和數據有效性。加強對數據中心和工作站的管理，每天檢查系統的實際工作狀態，確保系統處于良好狀態，保證數據的準確性，避免數據錯誤。分析控制點的參數，提高數據轉換能力。

2.3地形圖

地形圖測繪是地質工程測繪的核心，通過地形圖可以有效地恢復數據。為了保證地圖數據的精度，技術人員需要優化數字技術，提高無人機設備的航拍性能，為地形圖提供清晰的圖像和比例尺。為了獲得更準確的地形圖，應將無人機技術與測量方法相結合，優化地圖測繪工作思路，保證數據采集的準確性，提高數據信息與圖像信息的統一性。技術人員還需要根據無人機的性能特點，對實際工作中獲得的數據進行分析，進一步提高測繪能力。

為了更好地保證無人機在地質工程測繪中的實際測繪效果，必須根據無人機的系統和設備性能進行合理規劃，劃分測繪區路線，確保無人機在規定時間內完成指定區域內的航拍工作，避免因待機時間過長造成事故。合理規劃航拍路線，避免遺漏，降低測繪數據的可靠性。為了保證測量結果的準確性，需要對航空攝影系統的性能進行檢測。采集數據時發現圖像缺陷，需要重新進行補充測量工作。無人機的遙感技術也可以用來對拍攝的照片進行預處理。無人機系統在對照片數據進行審核時，可以直接對不符合要求的數據進行處理，將更準確的數據傳輸到數據中心。地質工程測繪工作對提高土地利用率具有重要作用。在實際測繪中，要確保無人機狀態，為測繪工作提供有力的支持。定期對設備進行調試，確保設備狀態良好，提高地質工程測繪水平。

3結論

在地質測繪領域，無人機航測技術相比于傳統的人工測量，在效率和質量上要高得多，能夠很好地應對復雜地形區域測量的要求，而借助抽樣檢測的方式，驗證了無人機航測系統能夠滿足1∶1000帶狀地形圖的繪制，而且其所具備的機動性、靈活性、高效性、精準性等優勢，使得無人機航測系統得到了越發廣泛的應用，能夠為地質圖的測繪工作提供可靠的數據信息。

參考文獻：

[1]趙波.基于無人機傾斜攝影測量的礦山地質測繪數據分類系統[J].世界有色金屬，2020（5）：28-29.

[2]張培洋，朱美嘉.無人機低空攝影測量在地質測繪保障中的應用[J].世界有色金屬，2020（5）：218-219.

（作者單位：天津市測繪院有限公司）