無人機(jī)在地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用研究

謝玉東

（湖南省地質(zhì)測(cè)繪院，湖南 衡陽 421008）

從無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用來說，集成RTK實(shí)施動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)以及PPK動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)等優(yōu)勢(shì)，測(cè)繪作業(yè)的精度不斷提高，能夠達(dá)到厘米級(jí)且航線軌跡精確可以重復(fù)。在地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪實(shí)踐中，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自主飛行以及自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集等，技術(shù)優(yōu)勢(shì)比較突出，發(fā)揮著重要的作用，為地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪提供了技術(shù)保障。

1 無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)概述

基于遙感技術(shù)理論基礎(chǔ)，融合各類新型技術(shù)的無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域，獲得了不錯(cuò)的成效。不僅能夠快速完成測(cè)量測(cè)繪，同時(shí)測(cè)量測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)性較好。具體應(yīng)用中依據(jù)地形精度要求，進(jìn)行無人機(jī)拍攝參數(shù)的調(diào)整，比如比例尺度和重疊率等，獲得航攝數(shù)據(jù)后，使用相應(yīng)軟件，開展圖像與各類地質(zhì)測(cè)繪信息的判別、檢查以及驗(yàn)證，形成最終的測(cè)量測(cè)繪報(bào)告，為相關(guān)工作的開展提供保障[1]。

2 地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

（1）案例概述。以某地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪項(xiàng)目為例，測(cè)繪區(qū)域范圍如下：東經(jīng)110°35′36″～110°40′44″；北緯25°20′48″～25°36′26″。測(cè)繪區(qū)域?yàn)榍鹆甑匦危０胃叨仍?17m～285m范圍內(nèi)。結(jié)合區(qū)域的環(huán)境分析，使用傳統(tǒng)測(cè)繪方式，面臨著很多困難，作業(yè)成本高且精度的控制難度大，最終選擇無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)。現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)踐，分析技術(shù)的應(yīng)用。

（2）技術(shù)方案。面對(duì)復(fù)雜的測(cè)量測(cè)繪作業(yè)環(huán)境，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，已經(jīng)無法滿足實(shí)際需求。利用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場的環(huán)境特點(diǎn)以及測(cè)繪工作要求，制定測(cè)量測(cè)繪任務(wù)，通過測(cè)繪區(qū)域現(xiàn)場踏勘以及技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)，明確測(cè)繪方案，開展像控點(diǎn)設(shè)置和測(cè)量，進(jìn)行無人機(jī)航攝作業(yè)，經(jīng)過內(nèi)業(yè)空三加密以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集、資料整理，完成整個(gè)測(cè)量測(cè)繪作業(yè)。此次航測(cè)作業(yè)，使用的固定翼無人機(jī)，技術(shù)參數(shù)如表1所示；航拍技術(shù)參數(shù)如表2所示。

（3）控制點(diǎn)測(cè)量。從此次無人機(jī)測(cè)繪作業(yè)在實(shí)施來說，先進(jìn)行像控點(diǎn)的測(cè)設(shè)，再開展航空攝影作業(yè)。使用的控制點(diǎn)，由項(xiàng)目業(yè)主方提供，為1980西安坐標(biāo)系成果，能夠?yàn)闇y(cè)繪作業(yè)像片控制策略，提供起算數(shù)據(jù)與檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于像控點(diǎn)的布置，運(yùn)用的是野外布點(diǎn)法。選擇航向以及旁向重疊區(qū)域內(nèi)，設(shè)置像控點(diǎn)，保證點(diǎn)位公用。若無法達(dá)到公用的要求，則運(yùn)用分別布點(diǎn)的手段，保證測(cè)繪的全面性。不僅能夠保證測(cè)繪作業(yè)的效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量精度的有效控制。具體操作中，預(yù)先將像控點(diǎn)的位置，發(fā)動(dòng)到手機(jī)奧維互動(dòng)底圖，借助谷歌衛(wèi)星圖力量，實(shí)現(xiàn)快速定位，獲得像控點(diǎn)的點(diǎn)位，再按照實(shí)際路線，進(jìn)行像控點(diǎn)線路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)效率的提高。選擇19個(gè)像控點(diǎn)，開展測(cè)量精度的檢查，保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖1為像控點(diǎn)圖。

（4）測(cè)繪結(jié)果。從無人機(jī)航測(cè)作業(yè)實(shí)踐來說，共計(jì)飛行3次，實(shí)際測(cè)量測(cè)繪長度為40km。獲得1:1000圖幅，共計(jì)102幅。通過隨機(jī)選擇10幅圖像，進(jìn)行地物點(diǎn)以及地形點(diǎn)的精度統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行測(cè)量結(jié)果精度的檢查。依據(jù)精度要求判斷，抽檢的圖像DLG平地部分的平面位置中誤差以及高程中誤差，均可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用總結(jié)

（1）制定科學(xué)合理的飛行方案。若想發(fā)揮無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，要制定科學(xué)合理的飛行方案，為后續(xù)作業(yè)的開展，提供有力的指導(dǎo)和支持。方案的編制，要明確無人機(jī)的類型和技術(shù)參數(shù)，制定飛行路線方案和航拍技術(shù)參數(shù)，精細(xì)化飛行方案。對(duì)設(shè)計(jì)的方案，要進(jìn)行可行性和有效性分析，保證獲得的數(shù)據(jù)能夠滿足地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪的要求，為相關(guān)工作的開展提供數(shù)據(jù)信息支持。

（2）做好影像質(zhì)量的檢查。為了保證測(cè)量測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可利用性，要進(jìn)行影像質(zhì)量的檢查。對(duì)獲得的圖像，要進(jìn)行清晰度和層次以及反差等指標(biāo)的檢查，判斷是否能夠精準(zhǔn)分辨對(duì)應(yīng)的細(xì)小地物，以及是否建立精準(zhǔn)度較高的立體模型。同時(shí)檢查圖像是否有明顯缺陷，比如陰影和大面積反光等。除此之外，計(jì)算在曝光瞬間造成的像點(diǎn)位移，判斷是否可以達(dá)到規(guī)范要求。若獲得的影像質(zhì)量無法應(yīng)用，則需要組織補(bǔ)飛。

（3）做好空三加密與測(cè)圖工作。整個(gè)空三加密環(huán)節(jié)，必須要保證無人機(jī)搭載的相機(jī)參數(shù)以及測(cè)區(qū)信息等數(shù)據(jù)沒有誤差，同時(shí)相對(duì)定向以及絕對(duì)定向較差要達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。絕對(duì)定向之后，平面位置以及高程限差要能夠達(dá)到規(guī)范要求。通過全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，完成立體數(shù)據(jù)的采集，獲得內(nèi)業(yè)矢量測(cè)圖。嚴(yán)格按照操作規(guī)范和要求，完成測(cè)圖作業(yè)，形成高質(zhì)量的測(cè)繪結(jié)果。圖2為抽樣檢查的地質(zhì)圖。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)榈刭|(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪作業(yè)帶來有力的技術(shù)支持。文中結(jié)合實(shí)際案例，分析了如何把握無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用全過程的質(zhì)量。除此之外，總結(jié)了技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)和策略。