無人機在地質工程測量測繪中的應用

（中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610000）

無人機技術在實際應用中能夠借助無人機配備光學相機、紅外和數碼設備收集相關地形信息，再利用計算機技術等軟件系統對數據進行整理與分析，形成相應的圖像，進而為地質工程的開展提供精準、可靠、全面的數據信息，從而保障工程的順利實施，對于提高土地的利用率發揮著至關重要的作用。因此，測量人員需要全面掌握無人機技術應用的要點，保證技術操作與應用的合理性，提高地質工程測量測繪工作的效率和質量。

1 無人機技術的特點及優勢作用

（1）具有較強的高端性與科學性。以往的地質工程測量測繪工作通常借助載人機設備完成，而相對于載人機設備而言，無人機主要在50m至1000m的空中范圍內飛行，能夠實現對工程區域的近景拍攝，進而滿足地質工程測量測繪工作的多樣化需要。無人機技術的應用能夠在很大程度上提高地質工程測量測繪工作的效率和質量，依據可視化技術實現對工程地形地貌等相關信息的收集、整理與分析，再借助計算機技術和軟件系統對數據信息進行處理，更加直觀地展現工程相關信息，進而為地質工程的開展提供全面可靠的數據參考依據。同時，無人機設備能夠對工作人員難以深入的區域進行實地測量，還能在區域范圍內進行探尋、搜索與檢測等工作，消除了測量盲區，有效提高了測量結果的精準度。

（2）具有較強的安全性與可靠性。我國的國土面積幅員遼闊，不同區域的地勢地形和地貌特征具有較大的差異性，且具有一定的復雜性特點，以往采用常規的測量測繪技術難以為地質工程的開展提供全面準確的數據，尤其在云層較厚和遭遇暴風雪天氣情況下，衛星遙感數據系統的優勢難以充分發揮，進而導致工作人員難以及時獲取工程區域的地形地勢等相關信息，極端自然天氣條件在很大程度上影響著工程測量測繪工作的有效性與可靠性。無人機技術的應用不會受到惡劣天氣條件、特殊地勢地貌及航行高度等方面因素的影響，有利于提高工程測量測繪工作的效率和質量，同時能夠有效避免常規測量過程中事故的發生，保證了測量工作的安全性。

（3）具有較強的便捷性與靈活性。無人機設備在上升過程中能夠找到更加清晰的拍攝視角，并保證測量高度調整的精準性；下降過程中能夠依據路面的平整度調整拍攝角度。工作人員通過對成像問題及清晰度等方面情況進行分析，能夠整合工程相關數據信息，進而保證地質工程測量工作的順利進行。

2 地質工程測量測繪中應用無人機技術的案例分析

以某地質工程項目為例，該工程測量的區域范圍在東經110°35′36″至110°40′44″；北緯25°20′48″至25°36′26″。工程區域的地形為丘陵，海拔高度在217至285米范圍內。由于該區域的地勢地形特征具有較強的復雜性特征，因此采用傳統的測量測繪技術方式不僅增加了測量成本，且難以保證測量結果的精準性。采用無人機技術對區域進行測量測繪，有助于提高測量工作的效率和質量，且有效節約測量成本。在相對復雜的測量環境下，傳統的測量測繪技術難以滿足工程測量的實際需要，采用無人機技術能夠依據工程現場的環境的具體情況和測量工作的基本要求，科學合理地確定測量工作任務，保證測量測繪方案的可行性，設置像控點并對其進行測量，利用無人機進行航空拍攝，并對相關數據進行采集、分析與整理，有助于提高工程測量測繪工作的全面性與可靠性。本次工程使用的是固定翼無人機，如表1所示為技術參數，如表2所示為航拍技術參數。

表1 無人機技術參數（部分數據）

表2 航拍技術參數（部分數據）

針對工程控制點的測量采用野外布點法在航向以旁向重疊區域內布置像控點，在實際操作中，首先需要將像控點的具體位置發送到收集奧維互動底圖借助谷歌衛星圖實現對位置的準確定位，再按照實際路線設計像控點的線路，選擇19個像控點進行測量，有助于提高測量結果的精準度。圖1為像控點圖。

圖1 像控點圖

3 無人機攝影測量技術在數字化地形測量中的應用

（1）航空攝影測量。無人機設備及技術是現階段我國科學技術發展的重大突破，在很大程度上提高了我國地質工程測量測繪工作的全面性和可靠性，有助于促進我國工程地形測量技術的發展與完善。在地形航空測量中應用無人機技術，能夠有效解決以往由于特殊環境而影響成像及數據轉化效率和質量等問題，充分發揮了工程測量測繪技術的系統機能。借助無人機攝影系統拍攝工程測量區域，并利用GPS定位系統整合拍攝的照片內容及位置信息，進而形成具有多元化內容的地理圖像信息。在此過程中，借助圖形繪制與合成技術手段，整合成像中的具體數據信息，并對這些信息進行加工、處理與分析最終得出具有較高精準度的數據影像。該技術的應用有利于提高對特殊地理位置與地理條件的把控能力，從而確保了測量結果的實時性、精準性與可靠性。

（2）像片測量與控制。像片測量與控制是無人機測量技術與工程測量測繪工作中的重要組成部分，在應用像片控制點過程中，要求技術人員明確技術操作的具體方法、技術范圍，并做好對相關參數的分析工作，針對技術實際操作的流程與方法，技術人員需要結合以往地質工程測量測繪中容易出現的無人機設備與技術的問題進行綜合整理與分析，并定期做好對設備的檢修與維護工作，保證無人機設備飛行的穩定性，提高測量結果數據的準確性與有效性。針對技術范圍，技術人員需要全面了解與掌握測量流動站的相關知識和信息，在COS所控范圍內進行實際操作，進而有效提高數據傳輸的速度和測量結果的質量。針對參數分析需要通過找尋控制點對參數進行具體分析，提高數據轉化的效率和質量。對于工作常態需要加強對PTK工作站管理工作的全面性和有效性，并對各系統工作的基本狀態與實際情況進行檢測，確保對每組數據進行精準測量，進而避免測量結果錯誤情況發生。

（3）三角測量技術。三角測量技術的應用對于地形測量工作發揮著決定性的作用，立體式的測量能夠在很大程度上提高測量人員的觀察能力和地形測量的整體水平。采用空中三角測量方法進行無人機測量測繪，能夠僅利用少量的控制點對整體系統進行加密，同時，保證平面、高程位置的統一性，進而有效提升工程地形測量測繪的準確性與可靠性。但同時，三角測量技術缺乏有效的控制點，因此導致測量人員難以掌握獲取更多工程地形信息，進而容易導致測量結果缺乏全面性。因此，測量人員需要借助數據系統對地形的位置進行準確計算，提高各系統的功能以及系統設置的科學合理性，進而推動了定向工作的順利實施。

（4）繪制地形地圖。繪制地形地圖是地質工程測量測繪工作的重要環節，為確保地形地圖繪制的精密程度，技術人員需要對數字化技術進行深入分析，借助航空拍攝技術提升地形地圖的比例尺和清晰度。同時，實現無人機設備與技術的應用原理與測量的方式方法的有效結合，立足于對繪制地形地圖工作思路的優化與完善，保證數據信息獲取的準確性，從而提升數據和圖像地形的協調與統一性。此外，技術人員依據無人機設備飛行的速度、高度及路徑等方面信息，與所拍攝的圖像及獲得的數據信息進行綜合考慮分析，進而提升測量結果的有效性。為提高無人機技術應用的有效性，首先依據地質工程的實際情況對測繪區域和航線進行精確劃分。我國現階段的大部分無人機飛行時間相對較短，只能維持在半小時左后，為保證無人機測量工作的效率和質量，需要劃分好無人機的航拍區域，規劃好無人機的航線，明確無人機飛行測量范圍。其次，需要依據無人機的航線及區域優化與完善飛行方案，此項工作需要依據無人機的類型明確其相關技術參數，對設計方案的可行性進行分析，確保相關數據參數滿足工程測量的實際情況和基本要求，為地質工程測繪工作的開展提供數據參考依據。同時，為保證測量結果的精準性，還需要提高影像質量檢查工作的力度，主要包括圖像清晰度、層次和反差等相關指標，如果發現圖像存在缺陷，無法滿足工程測量的要求，則需要進行補測。此外，工作人員需要定期對無人機設備、通訊設備、地面電臺等進行檢查與維護，并依據地質工程測量測繪的實際情況及要求對設備進行調試，確保設備的正常運行效果，提高地質工程測量測繪工作的整體水平。

4 結語

我國的地勢地形呈現出多變和復雜性的特點，增加了地形測量工作的難度。數字化地形測量技術具有較強的系統性，采用無人機攝影測量技術有利于提高地形測量數據信息的及時性和精準性，從而提高數字化地形測量工作的整體水平。因此，相關技術人員需要針對無人機攝影測量技術進行深入研究與分析，將其優勢特點與數字化地形測量工作有效結合，從而推動我國數字化地形測量技術的不斷完善與發展。