無人機測量技術在地形測量方面應用前景探究

李澤奇

（河北恒基建設工程質量檢測有限公司，河北 石家莊 050011）

結合地形測量工作的特點可知，通過運用無人機測量技術，可以明顯提高測量工作效率，幫助測量人員在短時間內獲取更多更準確的數(shù)據(jù)信息，從而為城市規(guī)劃與各項基礎設施建設提供精確數(shù)據(jù)。為了確保此項測量技術得到良好運用，本文深入探討了無人機測量技術在地形測量過程中的運用要點。

1 無人機測量技術特點分析

1.在無人機先進的傳感器設計中，可以更加精準地獲取到較高分辨率的圖像，將真實的土地實況反映出來。同時，此種高分辨率可以更加完整地保留數(shù)據(jù)圖像，圖像清晰度極高。[1]另外，在無人機傳感器的作用下，可以更好地滿足地形測繪需求，為工作人員搜集對應的數(shù)據(jù)圖像提供幫助，傳感器可以根據(jù)實際工作需求，并按照對應的數(shù)據(jù)標準，實時調整相應的圖像比例，最終為工作人員提供準確、及時的數(shù)據(jù)信息。除此之外，無人機測量技術在不斷應用與發(fā)展中，一直處于快速更新狀態(tài)，雖然會受到一些天氣影響，但卻可以很好地抵抗其他影響因素。所以，只要天氣條件良好，無人機就可以正常開展測繪工作，從而更好地滿足地形測量工作。

2.應用無人機測量技術可以為測量人員提供正確的地理信息數(shù)據(jù)。無人機進行航拍測量受外部環(huán)境因素影響比較小，可以快速傳輸各項地理數(shù)據(jù)信息，使地形測繪數(shù)據(jù)更具時效性。同時，測量人員可以全面利用各項圖像，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的三維轉化，為后續(xù)的三維建模提供可靠依據(jù)。

3.應用此項測量技術可以減輕測量人員的工作強度與壓力。采用無人機測量方式時，測量人員通過合理控制無人機，讓無人機在垂直或傾斜狀態(tài)下進行攝影，能夠顯著減少工作人員的壓力。同時，測量人員還要合理設定無人機的飛行路線，針對各項數(shù)據(jù)進行有效分析與控制，如果工況比較差可以暫停飛行，待工況符合飛行條件后，方可開展后續(xù)的地形測繪工作。

2 在地形測繪工作中的具體應用

2.1 案例概況

本文主要以某項目為例，該項目所在地區(qū)地形地貌比較復雜，年平均溫度為2.3 攝氏度，根據(jù)該地區(qū)1:500 大比例尺地形圖航測要求，采取無人機航拍測量技術，可以顯著提升各項測量數(shù)據(jù)的精確性。

2.2 航空攝影

由于考慮到測區(qū)范圍內的地形起伏變化較大、氣候存在不穩(wěn)定性的特點，在此次測量過程中，通過采取無人機測量技術，獲取了更為精確的測量信息數(shù)據(jù)。本次測量運用CW-10 無人機，采取GPS 方式，測量人員可以獲得準確的外方位元素，從而順利完成建模工作。

2.3 控制測量要點

測量人員需要在具體的測量工作中科學布設像控點，綜合考慮該測區(qū)的地形條件與外部環(huán)境條件，將測區(qū)劃分成不同的網區(qū)。同時，需要在各個測區(qū)內部布設平高控制點，確定好標準點的具體位置，以減少錯誤測量數(shù)據(jù)的發(fā)生，進一步提升相片質量。

在地形測量工作中，為了減小外界因素對最終測量數(shù)據(jù)產生負面影響，測量人員不但要加強像控點布設，而且還要根據(jù)測區(qū)內部的實際狀況合理確定高程控制點的具體位置，從而提高相片質量，減少錯誤測量數(shù)據(jù)。

2.4 三角測量要點

所謂三角測量，主要是指運用合理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，針對既有的各項測量數(shù)據(jù)進行綜合處理，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在運行過程中，要減少人為干預帶來的影響，在規(guī)定時間內順利完成定向工作。通過合理建設區(qū)域網，將多個模型穩(wěn)定連接，可以確保最終的數(shù)據(jù)信息得到更好的處理。[2]

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件相比，應用此種軟件處理數(shù)據(jù)能夠明顯提升處理速度，而且精度更高，可以更好地滿足地形測繪要求，確保最終的各項數(shù)據(jù)更真實有效。在實際操作期間，測繪人員要根據(jù)軟件系統(tǒng)運行狀態(tài)，科學選擇各項參數(shù)，并運用區(qū)域網平差優(yōu)化技術，對三角測量數(shù)據(jù)成果進行檢測。

2.5 采集數(shù)據(jù)

在此次地形測量工作中，測量人員通過運用無人機航拍攝影測量技術，實現(xiàn)了各項數(shù)據(jù)的快速采集。為更好地提升數(shù)據(jù)采集的準確性，確保各項數(shù)據(jù)可以精確地反映出該地區(qū)的真實情況，測量人員可以采用Map Matrix 測量系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集。在測量數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，通過建立三維模型實現(xiàn)全要素采集目標。

此外，在處理各項數(shù)據(jù)的過程中，測量人員還要根據(jù)三維立體模型所反映的各項數(shù)據(jù)，綜合運用數(shù)字正射影像制作相應的產品，確保各項數(shù)據(jù)得到良好的利用。

2.6 外業(yè)測量要點

和常規(guī)的測量技術相比較，無人機航拍測量技術工作效率較高，但是受外部地形條件與氣候環(huán)境的影響，設備無法實現(xiàn)全面數(shù)據(jù)采集，需要測量人員進行外業(yè)補測，并對最終的測繪結果進行有效檢驗。因為該測區(qū)地形較為復雜，在測量工作中受外部環(huán)境影響較大，故測量人員針對部分隱蔽區(qū)域要采用全站儀設站進行補測，利用激光測距儀或鋼尺用交會法進行量測，進一步提高測量數(shù)據(jù)的完整性和精度。

為了合理確定具體的補測區(qū)域，測量人員需要結合之前的信息圖，找到問題區(qū)域所在位置，并采用先進的補測技術，提升各項測量數(shù)據(jù)的合理性與規(guī)范性。在數(shù)據(jù)修正的過程中，主要以內業(yè)測圖為核心，對各項內業(yè)數(shù)據(jù)進行校驗，保證各項測量數(shù)據(jù)與地理信息更加精確。

2.7 注意事項

1.結合測區(qū)所在地區(qū)的實際狀況，對各項航拍設備進行全方位的檢查。通過對航拍攝影設備進行科學檢驗，能夠避免出現(xiàn)影像變形現(xiàn)象，確保最終的航拍測量數(shù)據(jù)更為精確。

2.結合測區(qū)的實際情況，采取自動化操作模式，利用先進的信息系統(tǒng)，對各個定向點進行合理分配，在滿足測區(qū)測量精度要求的同時，減少錯誤測量數(shù)據(jù)的輸出。為了全面提升測圖質量，工作人員需要對加密數(shù)據(jù)進行歸檔處理，并及時進行存儲，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏現(xiàn)象。

3.通過認真分析測區(qū)各項測量數(shù)據(jù)結果以及數(shù)字正射影像圖，判斷該測區(qū)總體質量較好，經過專業(yè)評判人員評定后，各項數(shù)據(jù)均合格，能夠提供給相關單位使用。

3 無人機測量技術在地形測繪工程中的應用

3.1 海岸線地形測量

我國擁有豐富的海洋資源，海岸線長度也非常長，加強對海岸線的測量有助于確保我國國土資源的安全性。在開展軍事工程、海岸資源開發(fā)以及水池養(yǎng)殖等項目時，對海岸線地形進行測量十分重要。傳統(tǒng)的海岸線地形測量工作，需要工作人員通過相關設備和儀器進行測量，不僅難以提高測量工作的效率，也會消耗大量的人力與物力資源，而通過無人機遙感技術，一方面可以很好地提高海岸線地形測量工作的效率，另一方面也能夠保證測量數(shù)據(jù)的準確性。

3.2 城市規(guī)劃測量

依托無人機測量技術的應用，不僅能夠進行海岸線地形測量以及地圖繪制工作，同時還可以對我國所有城市的地貌進行詳細、精準地測量。在開展城市規(guī)劃測量工作中，無人機測量技術具有非常大的應用價值，這是由于城市規(guī)劃工作的開展必須建立在各種地形測量基礎之上，通過對無人機測量技術的運用，能夠精準、快速地測量城市各項地形數(shù)據(jù)，滿足城市規(guī)劃的需求。

在開展城市規(guī)劃測量工作過程中，工作人員能夠依靠無人機獲取城市的各種地形數(shù)據(jù)，同時圍繞獲取的各項數(shù)據(jù)來進行城市規(guī)劃圖像的構建，建立完善的數(shù)字化地面模型，從而為城市建設發(fā)展提供大力支持。[3]

3.3 礦山測量

進入到新世紀之后，全球經濟快速發(fā)展，由此造成了全球能源消耗的不斷提高，因此加快開發(fā)與有效使用各種礦山能源具有十分重要的意義。為了最大程度降低礦山開采對附近環(huán)境產生的破壞，必須加強對礦山的測繪與測量，確保基于科學合理的數(shù)據(jù)來改善礦山資源的開發(fā)效率。通過無人機測量技術的應用，能夠準確獲取各項數(shù)據(jù)及相關遙感影像等資料，在不破壞礦山資源的前提下，提高礦山資源的開采質量與效率。

另外，礦山開采工作本身具有十分大的危險性，當工作人員在沒有全面掌握礦山內部以及外部各項數(shù)據(jù)的背景下，就貿然開展礦山開采工作，必然會存在較大的安全隱患，可能會威脅到工作人員的生命安全。為此，在進行礦山開采前必須對礦山開展測量工作，在傳統(tǒng)礦山測量過程中，需要工作人員攜帶專業(yè)的測量設備和儀器到現(xiàn)場進行勘察，然而由于礦山地勢險峻，一些體型較大、重量較重的測量設備和儀器無法進入到測量現(xiàn)場，導致許多測量工作無法順利進行。無人機測量技術的應用能夠很好地解決這樣的問題，確保礦山測量工作的穩(wěn)定有序進行。

4 結語

綜上所述，本文結合某測區(qū)的實際情況，全面介紹了無人機測量技術在地形測量中的具體運用，并提出無人機測量工作中的具體注意事項，可以顯著提高攝影測量技術的精確性與規(guī)范性。無人機測量技術在測繪工程中發(fā)揮了重要的作用，具有擴大測量范圍、提升地形測量安全性以及縮減測繪成本費用的優(yōu)勢，能夠很好地應用到海岸線測量、城市規(guī)劃測量以及礦山測量等領域中。在實際應用過程中，必須緊密聯(lián)系實際施工條件，遵照施工流程及要求，完成測繪數(shù)據(jù)的歸納與分析工作，確保無人機測量技術在測繪工程中發(fā)揮更大的價值。