無人機航拍技術在地質工程測量測繪中的應用探析

趙增坤

摘 要：新經濟形態下，人們對地質工程的建設提出了較高的精度控制要求;要實現其測量標準的滿足，確保地質工程建設質量，在勘查實踐中就必須注重勘查技術的完善與創新。無人機航拍技術是一種現代化、高效化的外業勘查手段，其實現其在地質勘查中的高質量應用對于勘查質量把控具有重大影響。基于此，文章就無人機航拍技術在地質工程測量測繪中的應用展開論述。

關鍵詞：無人機航拍技術;地質工程;測量測繪

隨著科學技術的不斷發展，許多地質工程的準備和開展都逐漸進入到一個要求更加嚴格執行更加精準的地步，這就要求在地質工程測量測繪技術方面需要達到一定的標準。就目前而言，以往的傳統手段，其中包括純粹的人工測繪，已經很難滿足現代地質工程測量測繪的需要。面臨這種情況就必須對地質工程測量測繪技術相關設備和技術點進行改進和創新。就目前無人機技術的發展階段而言，將無人機航拍技術運用到地質工程測量測繪上是一種比較可行的辦法，根據目前的應用效果，從而了解到無人機航拍技術在地質工程測量測繪中的應用前景十分廣闊。

一、無人機航拍技術應用原理

無人機航拍技術應用過程中，飛行器、導航設備、高分辨率相機和計算機處理系統是其功能實現的基本支撐。就地質勘查過程而言，勘查人員在無人機飛行器這一載體上，進行高分辨率數字相機的搭載，然后在GNSS導航以及IMU的定姿模塊的引導下，實現了高空對地的有效拍攝。當拍攝數據被上傳到計算機處理軟件時，云計算及云存儲手段的應用，使得地質結構的勘查導圖得以有效形成，其在優化地質勘查過程的同時，實現了勘查效率和質量的有效提升，對于當前地質工程的建設具有重大指導。就應用實踐來看，國土監測、資源勘探、災害勘查是無人機航拍技術應用的基本領域。

二、無人機航空攝影測量系統的組成

（一）硬件系統

第一，機載系統。無人機是航空攝影測量系統的搭載平臺，是整個系統運作的基礎，主要包括無人機、數字攝影、導航飛行控制、通信等子系統。工作時，系統會按照預設航線自主飛行，完成預設的攝影測量任務，并將飛行高度、速度、狀態、氣象情況傳輸給地面監控系統。

第二，地面監控系統。該系統直接影響飛行平臺的運行，包括計算機、飛行控制、電子通信、電臺等設備。無人機工作時，地面監控系統會接收無人機發出的信息，在地圖上標記無人機的位置、高度、速度、路線等參數，方便操作人員了解無人機的飛行狀態。

（二）軟件系統

第一，航線設計軟件。該軟件決定了系統運行的方向、精準度，也是信息采集的關鍵環節，要求預先設定地形特點、作業范圍、測量參數、精度等指標，依據行高、重疊度、地面分辨率，可以計算出飛行曝光點、基線長度等數據。第二，數據接收處理軟件。該軟件是系統攝影測量外業的最后一步，關系到圖像的處理質量。一般而言，無人機獲取地面影像時，會受到內部、外界因素的影響，為了避免原始圖像處理時存在質量問題，會對原始影像進行預處理，例如圖像校正、圖像增強等。

三、無人機航拍技術在地質勘查中的價值體現

地質勘查是一項任務量較大、勘查過程復雜、干擾因素較多的系統實踐過程。傳統勘查過程中，其勘查的效率和質量總體水平較低，且勘查費用支出較大，對地質工程的建設造成巨大影響。就實踐過程來看，進行無人機航拍技術在地質勘查中的應用具有以下必要：其一，無人機航拍技術的設備結構相對簡單，其在拍攝精度、拍攝效率、應用成本等方面具有較為突出的優勢，其為地質勘查過程的開展提供了有效途徑。其二，與傳統地質勘查過程相比，無人機航拍手段的操作較為便捷，其在快速升空、遠程控制的基礎上，實現了大范圍快速化作用，有效的避免了地形、任務、天氣等因素對地質勘查的影響，具有較高的靈活性。其三，在拍攝結構處理上，無人機航拍技術與計算機系統的結合，實現了地質勘查的現代化處理，其與現代社會信息化的發展趨勢相互耦合，具有較高的工程應用價值。

四、無人機航拍技術的地質工程測繪應用標準

新時期，無人機航拍技術在地質勘查中的應用愈發廣泛，其有效的優化人們地質勘查的作業形態，對于勘查的質量和效率具有重大影響。應用過程中，要確保航拍應用的規范化、質量化，勘查人員就必須注重以下要點把控。

（一）確定測繪區域和航線

根據現有的無人機航行標準，大部分無人機的航行時間都較短，一般在半小時左右，考慮到這種情況就必須對航拍區域進行精確劃分，從而合理安排測量時間、航線以及飛行架次，一般在測量區域面積較大的情況下可以分區域進行分階段測量，最好在一次航行時間段內完成航拍任務，這樣就可以以此類推在接下來的時間有計劃的推進航拍工作，此外在進行航拍時盡量根據航拍范圍確定路線，減少重復拍攝情況的發生。

（二）布置航拍網點

航拍之前確定航拍區域后，要進行設點拍攝，從而讓整個拍攝過程顯得比較規范與合理，在布置拍攝點時要根據具體的拍攝環境做出調整，從而減少周圍環境的影響，使信息處理系統對傳回的數據能夠做到更加精確的分析。

（三）精確進行勘查數據處理

靈活性、精確性是無人機航拍技術應用的重要特征勘查數據處理過程中，地質勘查人員應在無人機設備應用的基礎上，進行高度匹配的計算設備應用，然后在DSM自動提取的基礎上，實現影像重疊的高效處理，完成三維地表模型繪制。另外，需要注意的是，為確保數據處理精度的控制合理，勘查人員應將勘查結果和原始數據進行有效對比，并在航拍驗證、數據校正的基礎上，實現無人機航拍勘查質量的有效提升。

（四）繪制數字地圖

將傳回的拍攝圖像進行數據分析建模，然后通過三角測量系統進行構建三維立體模型，然后進行數據的帶入，最終得出核線影像，然后進行圖像編輯，根據比例確定結果，此外還要對數字地圖上的一些細節進行放大標注，在接下來的工作對其進行查驗時能夠得到最為精準的測量信息，最終繪制出數字地圖。

五、無人機航拍技術在地質工程測量測繪中應用的具體案例

目前用到無人機航拍技術進行測量測繪的地質工程主要由以下幾個方面組成。一是專用地圖的繪制，在進行地圖繪制之前對目標區域進行航拍測量從而得出所需要的數據和圖像;在進行一些大型橋梁、鐵路、公路等工程的修建之前進行項目所在地的地形測繪;另外就是應用在一些礦井、油田等工程項目中;此外還有城市建設，農村建設也需要進行航拍測繪;其他行業，像旅游業也可以運用無人機航拍技術進行測量測繪。

六、結語

總而言之，在現代生產活動中離不開先進技術的幫助，通過這種技術不僅僅讓測量測繪變得簡單易行，更重要的是通過這種技術能夠得到更加精確的結果，從而在接下來的工作中減少測量數據和實際情況之間的差距，這對于測繪工作者來說減少了工作量，卻能夠得到更加可信的結果，對于社會生產而言，減少了成本投入，得到更加豐厚的生產效益，很明顯無人機航拍技術對于地質工程測量測繪工作而言更簡便、更安全、更高效。

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