無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在鐵路帶狀地形測(cè)繪中的應(yīng)用探索

摘要：伴隨著科技的創(chuàng)新和發(fā)展，我國測(cè)量技術(shù)也有了新的發(fā)展進(jìn)展，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)也逐漸在我國鐵路帶狀地形測(cè)繪中得到了廣泛應(yīng)用。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足，在帶狀地形的測(cè)繪中有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅獲取數(shù)據(jù)更加的精準(zhǔn)，而且也具有很高的安全性，本篇文章圍繞無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在鐵路帶狀地形測(cè)繪中的應(yīng)用展開分析。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測(cè)技術(shù);鐵路帶狀地形測(cè)繪;應(yīng)用;探索

現(xiàn)如今我國在鐵路帶狀地形測(cè)量中，所使用的測(cè)量方法主要有全站儀測(cè)量法、傳統(tǒng)航空測(cè)量法、人工測(cè)量法等等。近年來，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)也逐漸得到推廣和普及，與其它的測(cè)量方法相比，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的測(cè)繪優(yōu)勢(shì)更加的突出，其為鐵路帶狀地形的測(cè)繪也帶來了新的契機(jī)，可以有效提升測(cè)繪的效率和質(zhì)量。

一、無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）響應(yīng)能力快

與其它的測(cè)量技術(shù)相比，無人機(jī)在控制方面更加的容易，而且無需工作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的操控，能夠持續(xù)以最佳狀態(tài)運(yùn)行，一旦出現(xiàn)突發(fā)性的情況，無人機(jī)能夠迅速做出反應(yīng)并執(zhí)行相應(yīng)任務(wù);與有人機(jī)相比，受外部環(huán)境的影響比較小，而且能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)、自動(dòng)處理監(jiān)測(cè)信息，并傳輸?shù)接嘘P(guān)部門，可以有效的節(jié)約時(shí)間[1]。

（二）飛行航線固定

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過程中，使用的是人工提前設(shè)定的操作方式，對(duì)于帶狀地形的監(jiān)測(cè)有重要的應(yīng)用意義，為了保證鐵路的安全性和穩(wěn)定性，可以調(diào)整無人機(jī)的監(jiān)測(cè)角度和路線，而且飛行的航線比較規(guī)定，測(cè)量結(jié)果比較理想。

（三）獲取數(shù)據(jù)精準(zhǔn)

遙感攝影技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是分辨率高。近幾年來，隨著科技發(fā)展水平的不斷提升，為無人機(jī)的發(fā)展也提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了無人機(jī)的發(fā)展。無人機(jī)在航測(cè)期間，能夠按照規(guī)定的航線進(jìn)行飛行和監(jiān)測(cè)，可以得到更加精準(zhǔn)的影像信息，在鐵路帶狀地形的測(cè)繪中，可以獲取到更加精準(zhǔn)的結(jié)果，并結(jié)合測(cè)繪結(jié)果，設(shè)置更加科學(xué)的鐵路線路。

二、無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在鐵路帶狀地形測(cè)繪中的應(yīng)用

（一）無人機(jī)攝像數(shù)據(jù)的采集

1.1無人機(jī)飛行方案設(shè)計(jì)

按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)書，來明確測(cè)繪的具體范圍、地面分辨率等相關(guān)參數(shù)，并利用無人機(jī)自帶的GS RTK飛行控制軟件，來制定合理的飛行計(jì)劃，并綜合考慮到飛行速度、航線書目以及長度等內(nèi)容。由于測(cè)區(qū)為帶狀地形，在考慮到無人機(jī)續(xù)航的時(shí)間，主要將測(cè)區(qū)分為5個(gè)測(cè)區(qū)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的長約為3公里左右，保證相鄰分區(qū)的收尾至少有5條基線長度的重疊。在敷設(shè)航線的過程中，需要保證航線盡量平行于帶狀地形測(cè)區(qū)的長邊方向，首末航線則需要敷設(shè)在攝區(qū)邊界線外[2]。

1.2航攝執(zhí)行

在航空攝影的過程中，選擇地勢(shì)高且地面開闊的位置為起降點(diǎn)，保證起降點(diǎn)遠(yuǎn)離水域、高壓鐵塔，盡可能的選擇在攝區(qū)的居中位置。航攝員利用過GS RTK飛控軟件來加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)作業(yè)情況的全程監(jiān)控，保證飛行速度、相機(jī)采集等狀態(tài)的正常，若是出現(xiàn)了異常情況，則需要進(jìn)行手工的干預(yù)和控制。并根據(jù)傳回的攝像質(zhì)量，來記錄攝像的云層覆蓋以及光照色彩情況，為后期影像質(zhì)檢提供便利。

1.3影像數(shù)據(jù)檢查

影像數(shù)據(jù)檢查主要包括兩方面的內(nèi)容：第一，完整性檢查。在完成航攝后，需要對(duì)所獲取到的攝像數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的檢查。將所有獲得的影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Photoscan軟件中，檢查是否出現(xiàn)漏片的情況，若存在就需要對(duì)該區(qū)域的重疊度進(jìn)行計(jì)算，如果無法滿足最低重疊度的需求，就需要進(jìn)行攝像補(bǔ)飛;第二，檢查成像質(zhì)量。根據(jù)航攝的實(shí)際作業(yè)情況，將其中有薄霧遮擋或者過亮過暗的影像篩查出來，并使用勻光勻色軟件來進(jìn)行處理，保證成像質(zhì)量的均衡[3]。

（二）外業(yè)控制測(cè)量與調(diào)繪

2.1外業(yè)控制測(cè)量

航測(cè)外業(yè)控制測(cè)量，簡(jiǎn)單來說就是指對(duì)航測(cè)外業(yè)像片的控制測(cè)量，是比較重要的一大環(huán)節(jié)，對(duì)于成圖的精度有直接影響。首先內(nèi)業(yè)根據(jù)航測(cè)攝像片控制點(diǎn)的布設(shè)方案，來選定和設(shè)計(jì)可以進(jìn)行實(shí)地測(cè)量的地物特征點(diǎn)，并在外業(yè)利用GPS來獲取相關(guān)的三維坐標(biāo)。

項(xiàng)目像控點(diǎn)主要以區(qū)域網(wǎng)布設(shè)為主，使用雙五點(diǎn)發(fā)來進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)，像控點(diǎn)的總數(shù)為52個(gè)。并使用RTK方法測(cè)量像控點(diǎn)，利用千尋CORS系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)的觀測(cè)。

2.2外業(yè)調(diào)繪

調(diào)繪簡(jiǎn)單來說就是指對(duì)一些地物要素進(jìn)行調(diào)查和清繪，比如說植被、電線桿等。調(diào)繪的復(fù)雜性和專業(yè)性比較高，也是內(nèi)業(yè)編輯和制作的重要依據(jù)。對(duì)于鐵路項(xiàng)目來說，使用數(shù)字化調(diào)繪模式，在完成外業(yè)的調(diào)繪后，需要將成果文件轉(zhuǎn)換為dwg格式并進(jìn)行整飾，從而將文件轉(zhuǎn)換相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。

（三）內(nèi)業(yè)空三加密與數(shù)字測(cè)圖

3.1空三加密

空三加密是無人機(jī)航測(cè)成圖的重要基礎(chǔ)和前提，核心就是利用像片上的像點(diǎn)坐標(biāo)與定向控制點(diǎn)，使用攝影測(cè)量的方法來求解攝像的外方位元素，并建立可量測(cè)的幾何立體模型，從而求出地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)。使用Photoscan軟件對(duì)影像進(jìn)行匹配和處理，并將優(yōu)化后的EO作為初值導(dǎo)入到Inpho軟件中進(jìn)行空三加密。無人影像的空三加密，將預(yù)處理后的效果作為空三加密的初始數(shù)據(jù)，來提高加密的可靠性和精準(zhǔn)度。

3.2數(shù)字測(cè)圖

在完成空三加密后，使用JX4G數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站來進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖。首先需要恢復(fù)立體像對(duì)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集需要按照分層代碼表來進(jìn)行采集，以像對(duì)作為單位，采集的范圍為定向點(diǎn)連線內(nèi)，避免出現(xiàn)漏洞。地物以及地貌等需要結(jié)合外業(yè)調(diào)繪的相關(guān)資料，仔細(xì)觀察并測(cè)繪，避免出現(xiàn)移位、變形等情況。在完成地形要素的采集后，將成果轉(zhuǎn)化為dwg格式，并進(jìn)行編圖和整飾[4]。

三、結(jié)束語

綜上所述，在鐵路帶狀地形測(cè)繪中使用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，能夠準(zhǔn)確、快速的對(duì)地表變化的實(shí)際情況進(jìn)行判定，可以有效提高測(cè)繪效率和準(zhǔn)確性，有利于保證鐵路的安全性和可靠性，為鐵路工程的后期施工奠定了良好的基礎(chǔ)，也為測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展做出了較為突出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳龍.無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在鐵路帶狀地形測(cè)繪中的應(yīng)用[J].鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì)，2020（4）：14-16.

[2]趙帥華.無人機(jī)航測(cè)技術(shù)及其在地形測(cè)繪工作中的應(yīng)用探討[J].工程技術(shù)研究，2020，v.5;No.59（3）：47-48.

[3]劉健，唐毅然，張新一.淺談無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，v.15（22）：258-259.

[4]何先寧.無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用探析[J].資源信息與工程，2019，34（1）：119-120.

作者簡(jiǎn)介：王宇（1990.10-），男，漢族，云南楚雄人，本科，助理工程師，研究方向：測(cè)繪工程無人機(jī)航測(cè)

云南地質(zhì)工程第二勘察院 云南 昆明 650217756E1271-889A-455C-B8C8-96652C2D412A