无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的应用探析

赵增坤

摘 要：新经济形态下，人们对地质工程的建设提出了较高的精度控制要求;要实现其测量标准的满足，确保地质工程建设质量，在勘查实践中就必须注重勘查技术的完善与创新。无人机航拍技术是一种现代化、高效化的外业勘查手段，其实现其在地质勘查中的高质量应用对于勘查质量把控具有重大影响。基于此，文章就无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的应用展开论述。

关键词：无人机航拍技术;地质工程;测量测绘

随着科学技术的不断发展，许多地质工程的准备和开展都逐渐进入到一个要求更加严格执行更加精准的地步，这就要求在地质工程测量测绘技术方面需要达到一定的标准。就目前而言，以往的传统手段，其中包括纯粹的人工测绘，已经很难满足现代地质工程测量测绘的需要。面临这种情况就必须对地质工程测量测绘技术相关设备和技术点进行改进和创新。就目前无人机技术的发展阶段而言，将无人机航拍技术运用到地质工程测量测绘上是一种比较可行的办法，根据目前的应用效果，从而了解到无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的应用前景十分广阔。

一、无人机航拍技术应用原理

无人机航拍技术应用过程中，飞行器、导航设备、高分辨率相机和计算机处理系统是其功能实现的基本支撑。就地质勘查过程而言，勘查人员在无人机飞行器这一载体上，进行高分辨率数字相机的搭载，然后在GNSS导航以及IMU的定姿模块的引导下，实现了高空对地的有效拍摄。当拍摄数据被上传到计算机处理软件时，云计算及云存储手段的应用，使得地质结构的勘查导图得以有效形成，其在优化地质勘查过程的同时，实现了勘查效率和质量的有效提升，对于当前地质工程的建设具有重大指导。就应用实践来看，国土监测、资源勘探、灾害勘查是无人机航拍技术应用的基本领域。

二、无人机航空摄影测量系统的组成

（一）硬件系统

第一，机载系统。无人机是航空摄影测量系统的搭载平台，是整个系统运作的基础，主要包括无人机、数字摄影、导航飞行控制、通信等子系统。工作时，系统会按照预设航线自主飞行，完成预设的摄影测量任务，并将飞行高度、速度、状态、气象情况传输给地面监控系统。

第二，地面监控系统。该系统直接影响飞行平台的运行，包括计算机、飞行控制、电子通信、电台等设备。无人机工作时，地面监控系统会接收无人机发出的信息，在地图上标记无人机的位置、高度、速度、路线等参数，方便操作人员了解无人机的飞行状态。

（二）软件系统

第一，航线设计软件。该软件决定了系统运行的方向、精准度，也是信息采集的关键环节，要求预先设定地形特点、作业范围、测量参数、精度等指标，依据行高、重叠度、地面分辨率，可以计算出飞行曝光点、基线長度等数据。第二，数据接收处理软件。该软件是系统摄影测量外业的最后一步，关系到图像的处理质量。一般而言，无人机获取地面影像时，会受到内部、外界因素的影响，为了避免原始图像处理时存在质量问题，会对原始影像进行预处理，例如图像校正、图像增强等。

三、无人机航拍技术在地质勘查中的价值体现

地质勘查是一项任务量较大、勘查过程复杂、干扰因素较多的系统实践过程。传统勘查过程中，其勘查的效率和质量总体水平较低，且勘查费用支出较大，对地质工程的建设造成巨大影响。就实践过程来看，进行无人机航拍技术在地质勘查中的应用具有以下必要：其一，无人机航拍技术的设备结构相对简单，其在拍摄精度、拍摄效率、应用成本等方面具有较为突出的优势，其为地质勘查过程的开展提供了有效途径。其二，与传统地质勘查过程相比，无人机航拍手段的操作较为便捷，其在快速升空、远程控制的基础上，实现了大范围快速化作用，有效的避免了地形、任务、天气等因素对地质勘查的影响，具有较高的灵活性。其三，在拍摄结构处理上，无人机航拍技术与计算机系统的结合，实现了地质勘查的现代化处理，其与现代社会信息化的发展趋势相互耦合，具有较高的工程应用价值。

四、无人机航拍技术的地质工程测绘应用标准

新时期，无人机航拍技术在地质勘查中的应用愈发广泛，其有效的优化人们地质勘查的作业形态，对于勘查的质量和效率具有重大影响。应用过程中，要确保航拍应用的规范化、质量化，勘查人员就必须注重以下要点把控。

（一）确定测绘区域和航线

根据现有的无人机航行标准，大部分无人机的航行时间都较短，一般在半小时左右，考虑到这种情况就必须对航拍区域进行精确划分，从而合理安排测量时间、航线以及飞行架次，一般在测量区域面积较大的情况下可以分区域进行分阶段测量，最好在一次航行时间段内完成航拍任务，这样就可以以此类推在接下来的时间有计划的推进航拍工作，此外在进行航拍时尽量根据航拍范围确定路线，减少重复拍摄情况的发生。

（二）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。

（三）精确进行勘查数据处理

灵活性、精确性是无人机航拍技术应用的重要特征勘查数据处理过程中，地质勘查人员应在无人机设备应用的基础上，进行高度匹配的计算设备应用，然后在DSM自动提取的基础上，实现影像重叠的高效处理，完成三维地表模型绘制。另外，需要注意的是，为确保数据处理精度的控制合理，勘查人员应将勘查结果和原始数据进行有效对比，并在航拍验证、数据校正的基础上，实现无人机航拍勘查质量的有效提升。

（四）绘制数字地图

将传回的拍摄图像进行数据分析建模，然后通过三角测量系统进行构建三维立体模型，然后进行数据的带入，最终得出核线影像，然后进行图像编辑，根据比例确定结果，此外还要对数字地图上的一些细节进行放大标注，在接下来的工作对其进行查验时能够得到最为精准的测量信息，最终绘制出数字地图。

五、无人机航拍技术在地质工程测量测绘中应用的具体案例

目前用到无人机航拍技术进行测量测绘的地质工程主要由以下几个方面组成。一是专用地图的绘制，在进行地图绘制之前对目标区域进行航拍测量从而得出所需要的数据和图像;在进行一些大型桥梁、铁路、公路等工程的修建之前进行项目所在地的地形测绘;另外就是应用在一些矿井、油田等工程项目中;此外还有城市建设，农村建设也需要进行航拍测绘;其他行业，像旅游业也可以运用无人机航拍技术进行测量测绘。

六、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。

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