地質測繪中無人機低空攝影測量技術應用探析

季 享

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊，新疆 哈密 839000）

近年來，伴隨經濟社會高速發展以及科學技術日新月異，在測繪領域當中也出現了很多新型測繪技術手段，如人工測繪方法，GPS測繪以及無人機測繪技術等，尤其是無人機測繪，其應用領域非常廣泛，而且測繪性能非常優越，我投入較低，所以在地質測繪行業當中，無人機測繪技術得到了普及應用，并發揮著越來越重要的作用。然而在無人機測繪技術應用過程當中，雖然早期階段的無人機測繪和人工測繪相比優勢非常突出，然而依然存在很多缺陷，近年來伴隨研發力度的日漸深入，基于無人機技術前提下發展起來的無人機低空攝影測量技術，有效解決了早期階段無人機測繪存在的各種弊端。無人機低空攝影測量技術與航空攝影、POS數據和航攝相機參數相結合，通過對三者的有效控制和調整，可以將獲取到的數據實施預處理工作，并經過加密手段確保數據更加穩定傳輸，應用于地質測繪領域當中，大大提高了地質測繪效率和質量，由此可見，在地質領域當中，應用無人機低空攝影測量技術具有非常高的應用價值。下文當中主要結合實踐主要對無人機低空攝影技術在地質測繪當中的應用進行分析探討，以供參考[1]。

1 無人機低空攝影測量應用優勢

1.1 采集圖像清晰度高

無人機屬于低空飛行，一般其飛行高度主要處在50m～1000m飛行高度范圍，為航空近景攝影測量技術，攝影測量過程當中能夠實現亞米級的測量精度，一般處于0.1m～0.5m的精度范圍，與1：1000測圖要求相符合，更能達到精細測繪的要求。相較于傳統無人機技術，無人機低空攝影測量技術，雖然在測量工作開展過程當中，都是運用無人機及相應的地面控制臺和攝影設備來完成，但在圖像清晰度方面，無人機低空攝影測量能夠獲取更高清晰度的圖像數據，這是無人機低空素養測量技術具有的優勢所在，大幅提高了測繪質量，運用此項技術獲得高清晰度的圖像信息，最為重要的環節是傳輸數據之前，已經開展了數據預處理工作，及實施測繪工作之前，已經通過人工手段，依照清晰度要求，合理調整航攝影像以及航攝相機參數和POS數據等，保證這些符合清晰度要求前提下，將無人機啟動開展相應測繪工作，實施測繪工作過程當中，無人機獲取到的圖像信息，傳輸過程當中能夠依照調整結果要求進行校準，保證圖像獲取更加清晰，為人工查閱提供便利[2]。

1.2 具有很高的工作效率

無人機低空攝影測量技術，不僅能夠獲取更高清晰度的圖像，而且與傳統無人機技術相比，該項技術的工作效率更高，傳統無人機技術為了對高清晰度的圖像進行采集，通常利用控制無人機飛行速度來實現，由于無人機飛行速度較快，這是由于無人機高速飛行下，會引發成像模糊，這是傳統無人機技術很難避免的問題。而運用無人機低空攝影測量技術，由于數據進行相應的預處理，能夠更大程度上保證圖像清晰度，因此不用對無人機飛行過程當中的速度問題進行顧忌，可以在高速條件下實現拍攝，這更加體現出無人機低空適應技術和傳統無人機技術相比具有的優勢性[3]。

1.3 不會受到云層干擾

相較于傳統的無人機技術，無人機低空攝影測量技術作業過程當中其高度相對較低，所以在實施此項工作過程當中，云層幾乎不會對低空無人機攝影測量技術成像質量造成干擾，這是無人機低空攝影測量技術在測量過程當中具有的又一大優勢。無人機低空攝影測量技術一般主要在50m～1000m的高度范圍飛行，所以此項技術又稱之為近景航空攝影測量技術，飛行過程中由于在云層之下超低空飛行，使普通航空攝影技術以及衛星光學遙感技術，遭受云層遮擋的問題得到了很好解決，相較于普通航空攝影以及衛星遙感技術獲取的影像信息更加的清晰和準確，而且低空攝影測量技術應用過程當中可以對建筑物個層面進行高分辨率紋理影像獲取，使普通航空攝影技術以及衛星遙感技術測量過程當中，遭遇高層建筑物遮擋的問題得到有效彌補，而且還能大幅提高成像質量，不會受到云層干擾影響。傳統無人機技術和低空攝影測量技術相比，在其拍攝過程當中必須要在更高高度范圍內實現，存在非常嚴重的云層干擾情況。

1.4 性能優勢

無人機低空攝影測量技術是基于傳統無人機技術基礎上發展起來的一種新型測繪技術手段，不僅具有傳統無人機測量技術具有的諸多優勢，而且操作起來非常安全靈活，能夠對早期階段人工測繪全面取代。無人機低空攝影技術靈活性優勢主要體現在，由于測繪區域有著復雜的地表情況，人工測量需要將諸多影響因素排除之后才能進行測繪，低空攝影測量技術，不必對這些因素進行考慮，可以對這些障礙直接穿越高效率的開展測繪工作。同時在安全性方面，由于測繪區域地表非常復雜，危險性因素眾多，如水體，坑洞等給工作人員帶來很大的安全風險，而運用低空攝影測量技術，這些不足可以得到迎刃而解，還能大幅提高撤回效率和質量，無人機測繪過程當中非常機動靈活，一般受到氣候和空中管制影響因素非常小，而且惡劣的環境條件下也能夠對精準影像信息進行獲取，即使設備發生故障，也不會對人員造成傷亡，所以其安全性非常高。

1.5 成本投入低，操作簡便

無人機低空攝影技術，應用過程當中在成本投入方面非常低，而且，操作員培養可以在較短時期內完成，在保養維修過程當中也十分簡便，不需要進行機場起降，所以此項技術是將測量和攝影融為一體的先進技術手段。

1.6 周期短、效率高

對于一些較小面積的大比例尺地形圖測量，由于空域管理和天氣因素影響，運用大飛機航空攝影測量需要非常大的成本投入，而運用前野外數據采集方法進行成圖，需要投入大量的作業量，這些都會增加作業成本，而通過工程化，實用化開發無人機遙感系統，可以將其快速，機動以及經濟等諸多方面優勢充分發揮出來，在輕霧天以及陰天條件下也能獲取較為清晰的影像，可以將很多野外工作進行內業轉化，控制和減少勞動力投入，增強勞動效率和精度。

2 如何高效應用無人機低空攝影測量技術

在地質測繪工作當中，應用無人機低空攝影測量技術主要包括準備，實施以及總結等幾個階段。

2.1 準備階段

（1）確認測繪范圍。對于地質測繪工作而言，主要是針對響應范圍，開展地質情況測繪一種重要工作手段，所以無人機低空攝影測量，最重要的是首先應當對撤回范圍充分明確，在確認測繪范圍過程中，和常規測繪相同，主要是依照項目需求來對總占地面積進行確認，然后依照總占地面積前提下，適當增加10m～100m周邊范圍，便是確定的測繪范圍，確認測繪范圍之后，還應當對測繪邊界進行確認，這樣有利于大幅提高測繪結果的精準性。

（2）布置測繪點。為了高效率的開展測繪工作，確保測繪結果獲取的精準性、全面性，提高測繪質量，在測繪工作開展實際首先應當科學合理的布設測繪點，布設測繪點過程當中，通常根據標準實施分段，在應用無人機低空攝影測量工作實際，依照線路以及測繪點布置成果，便可以開展相應的測繪工作，不僅可以有效控制和減少重復測繪不利影響，還能大幅提高測繪效率與質量。

（3）調試無人機。為了確保無人機低空攝影測量技術，高效率，高質量的對清晰圖像進行采集，在開展測繪工作初期階段應當合理調試無人機，調試航攝影像以及航攝相機參數和POS數據，完成調試工作之后，開展一次試驗測試工作，進而對調試進行檢驗是否能夠達到圖像清晰度要求，倘若滿足這一要求，可以直接的開展測繪工作，不然需要再次進行相應調試。

2.2 實施階段

（1）建設三維數字模型。在具體實施過程當中。首先針對測繪區域地質情況，運用三維數字模型技術實施相應的模擬建模，以此對相應的三維數字模型進行獲取，并運用無人機低空攝影測量技術，對實際圖像信息進行測量，然后對比模擬圖像和實際獲取的圖像信息，能夠了解和掌握獲取的圖像是否清晰，或者有無遺漏，測繪現象出現，如果有問題存在，則需要重復開展測繪。運用三維數字模型技術進行測量過程當中也是基于無人機基礎下實現的，建模之前為了獲取建模信息，可以運用無人機開展粗略測繪，測繪工作中還應當確保數字線畫圖以及正射影像DOM完整性，之后處理數字線劃圖以及正射影像DOM，此時便可利用三維數字模型技術完成建模，保證測繪精準性。

（2）成像處理。無人機低空攝影測量技術獲取的測繪圖像利用地面控制端進行接收，初期階段獲取的圖像，可以有效保證其整體清晰度，這是由于具體測繪工作實際時常會遭受一些因素影響，以至于測繪過程當中導致清晰度難以滿足要求，角度不正確，因此對于這些部位還需要開展成像處理，以此提高攝影測量成像質量。

2.3 總結階段

這一階段主要是分析研究無人機低空攝影測量成果，在綜合研究分析基礎上，給出測繪報告，首先通過人工手段運用三維數字模型技術，來對無人機成像開展建模，全面分析地質情況，并在地質報告當中填寫分析結果[4,5]。

3 無人機低空攝影測量應用時的注意事項

3.1 風力因素

近年來，無人機低空攝影測量技術伴隨科學技術高速發展也獲得了巨大提升，在抵抗風力方面做出了反復的改進，使其抗風能力不斷加強，然而在能力方面也有一些極限，所以利用無人機低空攝影測量技術過程當中應當，首先測試風力情況，同時對比分析無人機抗風能力，在風力較強的條件下不應當開展測繪工作。

3.2 雨水因素

無人機低空攝影測量技術應用過程當中，也時常遭受雨水因素影響，由于雨水濺射在攝像機的鏡頭上，會對其圖像拍攝造成不利影響，導致圖像結果模糊，不符合攝影測量要求，所以運用無人機低空攝影測量過程當中，應當對雨水因素造成的影響給予充分重視，可以將一些遮擋結構設置在攝像鏡頭外部，起到遮擋作用。在降雨較大的條件下也不易開展測繪工作。

4 結語

總之，相較于傳統的無人機測繪技術手段以及人工測繪技術手段，無人機低空攝影測量技術作用優勢更加明顯，以大幅提高地質測繪工作效率和質量，在實際應用過程當中，應當結合實際，科學應用，進而保證測繪效率和質量，為更加高效的開展地質測繪工作奠定堅實的基礎。