浅谈无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的运用实践

周大勇

摘要：近些年，我国的社会经济快速发展，科学技术也随之进步，目前，越来越多的新技术被应用到人们的生产生活中来。在这些技术的应用中其中就包括无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的应用，随着这一技术在地质工程测量测绘中的应用，将会大大减少地质工程测量测绘工作的难度，并且会提供更为精准的测量测绘结果。

关键词：无人机；航拍技术；地质工程；测量测绘；应用

引言

伴随社会不断发展和进步，工程测绘工作成为了人类身边的一种艺术。近年我国的不同行业发展迅速，展现出良好的趋势。高科技无人机航拍技术受到了广泛的关注和重视。无人机航拍技术可以提升工程测绘工作的准确度，帮助工作人员获取更可靠清晰的数据来源，在实际应用中已经体现出更多的优势，是未来工程测量工作中必不可少的技术。

1无人机技术概述

无人机技术包括无驾驶人员的飞行器技术、通信技术、遥感技术、以及全球定位系统技术，是多种现代化技术手段的结合运用。该技术目前被应用在地理信息测绘和测量当中，最大的特点是非常智能、自动化程度高、专业技术水准也较高。这项技术已经被广泛的应用在工程测量当中，是我国专业技术人员研究工作的重点，是日后的遥感技术发展重要目标。无人机航拍技术已经实现了随时同步更新、更改实际的勘查信息与地理空间资料，为相关的企业单位提供了最科学的资料来源，为环境保护工作、土地资源利用工作、资源管理工作等带来了安全的保证。现代社会不断发展进步，传统的信息技术已经不能符合需求标准，很多的地区面貌发生了改变，很多的港口、机场、车站等工程建设都需要更加详细的数据，无人机航拍技术的应用是顺应社会发展的需求。

2无人机航拍技术的系统组成

2.1遥感信息采集系统

2.1.1无人机遥感平台

航测遥感技术利用无人机装载航空数码相机，并采用IMU（惯性测量）/GPS（全球定位系统）技术而进行导航的航空摄影，适于低空飞行的航测遥感技术是我国在遥感技术基础上发展起来的新型技术，其优势在于可以快速、精准、高效地获取地理信息数据。无人机遥感测绘系统包括两大部分，分别是遥感信息采集系统，遥感信息处理系统。

2.1.2飞行控制系统

无人机飞行控制的关键内容就是飞行控制系统，其具体的工作内容包括对定位系统导航开展科学的利用，进一步达到信号定位，实时的掌握加速度计、陀螺等飞行器平台的具体工作状态变化，通过这种工作流程实现无人机的数字化监控，基础实现定点信息采集任务。

2.2遥感信息处理系统

对于无人机航拍系统而言，其任务核心就是采集图像信息，但是初始图像信息是杂乱无章没有任何价值的，需要通过一定的方式对图像进行处理，这就需要到遥感图像处理，这一块的主要任务就是对图像数据进行标注，此外就是空中三角测量系统，主要进行三倍加密，构建三维立体模型以及生成最终所需要的核线影像。遥感信息处理系统的另一块就是三维建模系统，主要是构建具体影像的数字模型，通过建模软件进行分析原始数据，得出结果，从而给出设计方案。

3无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

在工程测量中应用无人机航空摄影技术，首先应当划定测量范围和区域，并明确飞机的起飞、降落位置与空间准备，从而确保后续的测量工作能够顺利开展，并取得清晰准确的测量成果。

3.1规划航线与测量范围

正常情况下，无人机最长飞行时间能够达到1h，从中除去航空飞行拍攝中飞机的起降时间，需要将整个拍摄过程控制在约50min以内，才能够避免发生无人机出现能源耗尽问题，从而避免发生坠机等恶性事故。为了能够有效控制拍摄时间，可以通过合理设计规划航线。另外，为了确保无人机的航空测量工作能够完整全面，还需要做好对于工程全境测绘区域的合理规划。可以从空中进行俯瞰，根据实际需要，将测绘区划分为两边等距的、长条状的区域，然后分别在该区域的四个角上设置标志，依据飞机实际的飞行时间、航距以及飞行速度，来合理设计整个航拍的具体流程。

3.2布置航拍网点

航拍之前确定航拍区域后，要进行设点拍摄，从而让整个拍摄过程显得比较规范与合理，在布置拍摄点时要根据具体的拍摄环境做出调整，从而减少周围环境的影响，使信息处理系统对传回的数据能够做到更加精确的分析。

3.3地图形测绘

根据实际的要求标准控制好无人机工作中的比例尺寸，相机拍摄的分辨率，重叠率等等。具体的图片成像后，可以先进行矢量化的处理，在通过实际的比较控制正确性，在此基础上确定全部的坐标和测绘。

3.4无人机航摄影像数据处理

无人机航摄影像数据处理的完整流程，如图1所示。

3.4.1影像比例纠正（CCD畸变系数β）。不同于影像的坐标，相机坐标测量要求预先针对影像进行畸变差的纠正。而纠正工作的相关参数包括主点坐标（I0，J0），对称畸变的参数（K1，K2），非对称畸变的参数（P1，P2），CCD非正方形比例系数α以及CCD非正交性畸变系数β。

3.4.2DEM数据匹配（正射影像）。实现DOM的基础，在于生成测区地表的DEM模型，该影像处理流程如图2所示。通过对该模型进行正射投影，即可实现DOM。就当前的技术而言，许多勘测单位倾向于使用PixelGrid软件，该软件能够自动采集、匹配具有多模型、多重叠特征的DEM栅格数据，从而保证测区上方DEM点位全部切准地面。因此可以以测区为单位，创建像对正射影像，为整测区像片生成正射影像。

3.5体积计算的测量应用

无人机航拍技术本身灵活性高，计算精确，安全可靠，经济节约，可以大力引用在测绘工作当中，还对应用在资源开发，农林监测估产，体积测量当中，于我国的城市建设和管理效率有很重要的作用。工作人员应该建立起系统化的服务体系，解决后续，技术培训等更新问题。无人机航拍技术的应用可以大幅度减少因为认可度造成的纠纷问题。为体积计算测量工作带来了极大的方便。

结语

总而言之，在现代生产活动中离不开先进技术的帮助，通过这种技术不仅仅让测量测绘变得简单易行，更重要的是通过这种技术能够得到更加精确的结果，从而在接下来的工作中减少测量数据和实际情况之间的差距，这对于测绘工作者来说减少了工作量，却能够得到更加可信的结果，对于社会生产而言，减少了成本投入，得到更加丰厚的生产效益，很明显无人机航拍技术对于地质工程测量测绘工作而言更简便、更安全、更高效。

参考文献

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[2]邬大鹏，程卫平，于盛林.基于帧间差分和运动估计的Camshift目标跟踪算法[J].光电工程.2010（01）：55-60.

（作者单位：辽宁省核工业地质二四一大队有限责任公司）