無人機航測技術在鐵路帶狀地形測繪中的應用探索

摘要：伴隨著科技的創新和發展，我國測量技術也有了新的發展進展，無人機航測技術也逐漸在我國鐵路帶狀地形測繪中得到了廣泛應用。無人機航測技術彌補了傳統測量方法的不足，在帶狀地形的測繪中有較強的應用優勢，不僅獲取數據更加的精準，而且也具有很高的安全性，本篇文章圍繞無人機航測技術在鐵路帶狀地形測繪中的應用展開分析。

關鍵詞：無人機航測技術;鐵路帶狀地形測繪;應用;探索

現如今我國在鐵路帶狀地形測量中，所使用的測量方法主要有全站儀測量法、傳統航空測量法、人工測量法等等。近年來，無人機航測技術也逐漸得到推廣和普及，與其它的測量方法相比，無人機航測技術的測繪優勢更加的突出，其為鐵路帶狀地形的測繪也帶來了新的契機，可以有效提升測繪的效率和質量。

一、無人機航測技術的應用優勢

（一）響應能力快

與其它的測量技術相比，無人機在控制方面更加的容易，而且無需工作人員進行實時的操控，能夠持續以最佳狀態運行，一旦出現突發性的情況，無人機能夠迅速做出反應并執行相應任務;與有人機相比，受外部環境的影響比較小，而且能夠實現及時、自動處理監測信息，并傳輸到有關部門，可以有效的節約時間[1]。

（二）飛行航線固定

無人機航測技術在應用過程中，使用的是人工提前設定的操作方式，對于帶狀地形的監測有重要的應用意義，為了保證鐵路的安全性和穩定性，可以調整無人機的監測角度和路線，而且飛行的航線比較規定，測量結果比較理想。

（三）獲取數據精準

遙感攝影技術的最大優勢就是分辨率高。近幾年來，隨著科技發展水平的不斷提升，為無人機的發展也提供了堅實的基礎，促進了無人機的發展。無人機在航測期間，能夠按照規定的航線進行飛行和監測，可以得到更加精準的影像信息，在鐵路帶狀地形的測繪中，可以獲取到更加精準的結果，并結合測繪結果，設置更加科學的鐵路線路。

二、無人機航測技術在鐵路帶狀地形測繪中的應用

（一）無人機攝像數據的采集

1.1無人機飛行方案設計

按照項目設計書，來明確測繪的具體范圍、地面分辨率等相關參數，并利用無人機自帶的GS RTK飛行控制軟件，來制定合理的飛行計劃，并綜合考慮到飛行速度、航線書目以及長度等內容。由于測區為帶狀地形，在考慮到無人機續航的時間，主要將測區分為5個測區分區，每個分區的長約為3公里左右，保證相鄰分區的收尾至少有5條基線長度的重疊。在敷設航線的過程中，需要保證航線盡量平行于帶狀地形測區的長邊方向，首末航線則需要敷設在攝區邊界線外[2]。

1.2航攝執行

在航空攝影的過程中，選擇地勢高且地面開闊的位置為起降點，保證起降點遠離水域、高壓鐵塔，盡可能的選擇在攝區的居中位置。航攝員利用過GS RTK飛控軟件來加強對無人機作業情況的全程監控，保證飛行速度、相機采集等狀態的正常，若是出現了異常情況，則需要進行手工的干預和控制。并根據傳回的攝像質量，來記錄攝像的云層覆蓋以及光照色彩情況，為后期影像質檢提供便利。

1.3影像數據檢查

影像數據檢查主要包括兩方面的內容：第一，完整性檢查。在完成航攝后，需要對所獲取到的攝像數據進行完整的檢查。將所有獲得的影像數據導入到Photoscan軟件中，檢查是否出現漏片的情況，若存在就需要對該區域的重疊度進行計算，如果無法滿足最低重疊度的需求，就需要進行攝像補飛;第二，檢查成像質量。根據航攝的實際作業情況，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行處理，保證成像質量的均衡[3]。

（二）外業控制測量與調繪

2.1外業控制測量

航測外業控制測量，簡單來說就是指對航測外業像片的控制測量，是比較重要的一大環節，對于成圖的精度有直接影響。首先內業根據航測攝像片控制點的布設方案，來選定和設計可以進行實地測量的地物特征點，并在外業利用GPS來獲取相關的三維坐標。

項目像控點主要以區域網布設為主，使用雙五點發來進行像控點的布設，像控點的總數為52個。并使用RTK方法測量像控點，利用千尋CORS系統進行外業的觀測。

2.2外業調繪

調繪簡單來說就是指對一些地物要素進行調查和清繪，比如說植被、電線桿等。調繪的復雜性和專業性比較高，也是內業編輯和制作的重要依據。對于鐵路項目來說，使用數字化調繪模式，在完成外業的調繪后，需要將成果文件轉換為dwg格式并進行整飾，從而將文件轉換相應的坐標系統。

（三）內業空三加密與數字測圖

3.1空三加密

空三加密是無人機航測成圖的重要基礎和前提，核心就是利用像片上的像點坐標與定向控制點，使用攝影測量的方法來求解攝像的外方位元素，并建立可量測的幾何立體模型，從而求出地面點的空間坐標。使用Photoscan軟件對影像進行匹配和處理，并將優化后的EO作為初值導入到Inpho軟件中進行空三加密。無人影像的空三加密，將預處理后的效果作為空三加密的初始數據，來提高加密的可靠性和精準度。

3.2數字測圖

在完成空三加密后，使用JX4G數字攝影測量工作站來進行數字測圖。首先需要恢復立體像對，并進行數據的采集，數據采集需要按照分層代碼表來進行采集，以像對作為單位，采集的范圍為定向點連線內，避免出現漏洞。地物以及地貌等需要結合外業調繪的相關資料，仔細觀察并測繪，避免出現移位、變形等情況。在完成地形要素的采集后，將成果轉化為dwg格式，并進行編圖和整飾[4]。

三、結束語

綜上所述，在鐵路帶狀地形測繪中使用無人機航測技術，能夠準確、快速的對地表變化的實際情況進行判定，可以有效提高測繪效率和準確性，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，也為測量領域的發展做出了較為突出的貢獻。

參考文獻：

[1]陳龍.無人機航測技術在鐵路帶狀地形測繪中的應用[J].鐵道勘測與設計，2020（4）：14-16.

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

[3]劉健，唐毅然，張新一.淺談無人機航測技術在地形測繪中的應用[J].電腦知識與技術，2019，v.15（22）：258-259.

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

作者簡介：王宇（1990.10-），男，漢族，云南楚雄人，本科，助理工程師，研究方向：測繪工程無人機航測

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