无人机在地质工作中的应用

王智乾

摘 要：20世纪80年代开始，无人机测绘系统已成为世界上的一个热门话题。随着计算机技术和通信技术的发展，飞行器无人性能快速加强，应用领域正在迅速扩大。无人机航测技术是获取空间数据的重要工具，有续航时间长、图像存储和传输的实时性、高清晰度、灵活机动、运输和维护简单、运行成本低，等等。目前，大量的监测地质环境监测工作中，都有无人机的应用，在中国经济建设中具有极其重要的作用，该文简要介绍了无人机发展的广阔前景。

关键词：无人机 遥感测绘 应用

中图分类号：P62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0083-02

随着经济建设的快速发展，在我国许多部门已经具备了卫星遥感影像和传统航空摄影技术，局部地区急需的实时性、机动性、高分辨率遥感数据的需求也越来越多。与传统的卫星和大飞机为搭载平台的远程数据和圖像资料相比，无人机具有灵活性等特点，使得无人机遥感系统在小区域测绘和应急数据获取等方面具有独特的优势。

有些作业地区面积广阔、地理环境复杂。要做到对整个工作区域的透彻了解，可以通过GPS的导航沿测线进行勘察，但效果并不理想。由于没有高清晰高分辨率卫星图像，使得勘测工作有很大的局限，在项目工作开工之前或施工过程中，迫切需要最详细的资料，以指导生产，提高生产效率。

1 无人机遥感系统的概念

无人机测绘系统和航空遥感技术是现代化测绘工具的一个重要部分，是保障紧急服务的重要设备，是国家应急救援体系的一个组成部分，是提高社会管理效率的新工具。

2 无人机技术在地质工作中的应用

（1）在山上，由于起降环境差，低云层的影响，传统的航空摄影困难，使用高效高精度航拍系统，引进无人机系统，一方面可以快速获得高精度航空影像，极大地提高测绘成果现势性，可广泛应用于紧急救援、国土资源、资源开发远程监控等各种重大项目，另一方面高精度的图像可以被广泛应用于城市规划、小城镇建设等，为推动中国的城市建设、提高工作效率起到重要的作用。无人机的远程控制系统的开发和推广，对测绘行业的发展非常重要，是解决测绘成果现势性的重要手段。与此同时，研究和开发部门要加大科研开发力度，在需求的基础上进行研究和开发，创造良好的无人机体系，解决运行维护、售后服务、技术培训、技术更新等问题，创建无人机的一个完整的遥感系统。

（2）低空高分辨率和高清晰度的无人机技术产品的开发，可以满足大比例尺测图的需要。为了代替三轴云台，提出利用边缘视场补偿相机姿态角偏旋提高精度的方法，这大大降低了成像系统的总重量，适于无人飞机低空航测，以改善摄像的精度。

（3）中测系列无人机测绘遥感系统项目研制出的垂直尾、倒桅尾、双发三种类型的无人机测绘遥感系统，具有机动性好、可操作性和实用性强、价格低廉等特点，是地质工作中所急需的新型测绘设备。双发型设备可以进行高原地区的航拍测绘工作，创造了无人机在青藏高原使用的先例。

与此同时，首次在中国实现基于GPS导航控制的定点曝光摄影，使用精确度高的、几何检校标定的小型数码相机，结果能满足大比例地图的绘制要求。通过对两种产品的鉴定，这两种产品已经在应急地图、重大工程图、测绘困难地区、地质工作、土壤监测等主要国家的资源和项目上，应用到实际作业当中去了，并且已经取得了良好的经济效益和社会效益。

（4）通过鉴定的两组无人机的远程控制系统，是中国航空遥感技术体系的重要组成部分，具有系统的设计，产品实用性和技术创新，达到了国际上的先进水平。这两个项目的产品广泛应用于国家重大工程项目、抗击地震和经济社会发展等方面，它们已经发挥了重要作用，取得了很好的经济效益和社会效益，促进地理信息的采集。对于地理信息全天候、实时采集，促进信息化测绘技术的发展。

3 数据整理

在完成野外采集后，把所有数据下载，并按照施工要求处理，其中包括图形编辑和地形图处理。在工作平台，比例尺设置、线型、符号库等地形图要因设置正确后，利用软件将图形数据转换成CAD格式，通过编辑软件将地形地物标记在图形中，用于地质工作的后续参考。

4 处理结果的应用

经过效率和成本分析，前期预准备、数据采集、数据预处理、数据精确处理、绘图处理以后，能得到地质工作区域中的详细画面，并且在随后的生产中这些画面都将得到极大的应用。

4.1 测量工序

工作组在得到项目数据和图纸后，把所有的测线在地图上展示排布，非常直观，将深谷高山或难以攀登的山地准确地标注出来，提前做出物理点偏移设计，及时上报，在得到监督部门的认同后，工作组将进行物理点的实际放样工作。

4.2 HSE保障

HSE的管理工作，应该贯穿所有的地质物测采集过程，以确保地质工作安全、顺利、高效地进行。当测绘资料被测绘人员拿到之后，HSE管理人员按照被测量区域的地形地貌，提前编制HSE保障计划，HSE保障的方法和方式，操作应急预案等，以确保后续工作组的所有工作顺利有序的开展。根据现场地形，HSE管理人员可以决定各种HSE保障装置的使用，如车辆、通信站点、后勤保障点分布的位置等，以确保HSE管理没有致命的缺陷。

4.3 放线检波、激发工序

放线工作组拿到整理过的图纸后，根据实际地形，事先指定放线检波计划，对车辆的安排进行监管，人员调动进行监督等。在车辆能够通过的地方，可节省大量的人力物力，投入到难以移动的山谷、山脉等地中去，从而节约了有限的人力资源，提高生产效率。

激发工作组拿到测量工作组整理的数据后，可以提高数据的质量，并能准确地划分地段。对于设备和人员的安置做到心里有数。提高生产效率，提供及时准确的信息，以满足甲方的需求。

4.4 认识与建议

无人机测绘系统和航空遥感技术，是现代化测绘工作的一个重要部分。它是用于测绘服务和石油勘探和开发的重要技术。这也是中国提高本国测绘能力的一个重要组成部分，尤其是在复杂的地表进行测绘工作，如山区、湿地、水、城市等地区进行数据的收集时，在生产成本可以的情况下引无人机技术，以解决原始传统的测绘方式带来的弊端，可以了解当地的最新信息，以确保人员和设备的安全，和生产工作的顺利进行。

5 良好的发展前景

目前，中国正处于一个快速发展的时期，在各行各业中，对测绘的需求不断增长，各个领域的规划和建设的进行，都和先进的测绘技术的支持是分不开的，大力开展无人机航摄遥感技术推广使用，是为国家经济建设提供实时数据的最好措施，给领导的决策工作，提供支持和信息服务的重要工具，也是最佳和最快的方式。

简单来说，进行人机航摄遥感技术的推广使用，是促进测绘科技自主创新的重要举措。随着中国的经济发展需要，未来无人机技术的应用将有更为广阔的空间。

参考文献

[1] 何敬，李永树，鲁恒，等.无人机影像的质量评定及几何处理研究[J].测绘通报，2010（4）：22-35.