无人机航测在地质工程测绘中的应用

无人机航测在地质工程测绘中的应用

岳万全

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摘要 ：现阶段城市化的发展和地质勘探都需要借助地质工程测绘进行数据的收集，地质工程测绘是针对地形地质进行数据检测。由于我国地质类型多样，且地形较为复杂，地质测绘就存在一定的难点，要求相关人员在测量环节采用专业的设备和技术完成作业。无人机技术作为现代社会新型的测绘技术，以无人机进行地形测绘，具有很强的优势，满足了现阶段地质测绘的需要。本文就从地质工程测绘入手，浅谈无人机航测在地质工程中的应用。

关键词：无人机航测；地质测绘；难点；应用

如今无人机已被各行各业广泛应用至各个技术领域，除了地质工程测绘之外，无人机航测还广泛地应用各个领域，在国家的重大工程建设、灾害应急救援、国土监察测量以及自然资源开发等多个环节，如何合理应用无人机航测技术进行地质工程测绘是未来测绘工作的重点内容。

一、无人机航测和地质工程测绘的概述

（一）无人机航测

无人机航测是指使用无人数字低空遥感飞机对工程进行测量绘制的一种技术手段，相较于过去传统的航测技术来说，无人机具有灵活度高、精准度高、效率高、作业成本低、适用范围广等特点，尤其在小范围和特殊地区的使用中高分辨率、影像获取速度方面优势更为明显，很大程度满足现阶段地质工程测绘质量和效率要求。无人机航测系统是由系统遥控无人驾驶的飞行器通过搭载高清智能数码相机进行拍摄数据录入，再由数据处理软件自动对拍摄录入的信息进行处理。其中无人机航测系统主要组成部分有：数据处理和接收设备、地面遥控设备、影像录入设备以及无人机的飞行平台等。

（二）地质工程测绘概述

现阶段社会的发展和城市的规划都需要先进行地质测绘，其主要是指运用地质和地质工程理论，对在工程建设中的各种地质现象进行专业勘察和记录，根据数据信息明确区域内的空间分布脉络以及各元素之间的联系。并依规定的比例尺精度要求将其如实反映在地形设计图上，然后配合地质勘察以及测量等技术绘制成图的一种工作。地质工程测绘工作一方面能够帮助相关人员进行地质地形的勘察，清晰了解当地状况，一方面能够通过绘图为后续活动提供参考。

二、无人机航测技术的优点

（一）操作简便灵活

无人机机身有重量轻便、体型小巧的特点，相比于其他形式的航测飞行器，在起落与飞行过程中都具有优势。不需要设置专用的跑道以及机场，仅用小面积的平整场地，在弹射架或公路上便可完成飞行任务。最小的无人机机身只有手掌大小，可在手上完成起飞与降落。即使在丘陵、山区地带等特殊地形紧张作业时，也不会受到太大的限制。无人机测量多为低空飞行，不易受环境因素干扰，致使无人机操作更加灵活。同时，无人机操作非常简单，可以通过遥控设备自由控制无人机飞行的方向和高度，达到提前设置好的飞行点位后，拍摄的画面直接自动化传输到地面系统当中。根据无人机传回的信息，结合实际情况修正分析，使用专用仪器或系统便可实现航测。

（二）测量效率高

传统的地质工程测量模式效率低主要有两个原因：一是整个工程测绘及成像的环节耗时较长，在一定程度上影响了工程的进度；二是传统的测量模式很容易受到外在因素的干扰，地势或天气等因素都可能直接影响测量效率和测量结果。在时效性方面，工作人员只需携带无人机以及摄影设备就能实现对地质工程的测绘，相比于卫星测绘技术来说更加快速高效。而且在测绘成像的环节，现阶段的摄影设备也实现了实时成像，很大程度上加快了工作效率。无论在山区、林区，还是在某些结构复杂的地势处，无人机航测技术都可以高效、准确地获取数据信息，为后续工程提供数据支持；另外，随着科技的进步，无人机航测技术各方面的优势进一步加大，有利于工程测量更好地进行。无人机通过携带遥感设备、摄影设备以及数字彩色航摄像机等设备，可快速获取地表信息，获取的影像具有超高分辨率，数据和定位也能达到高精度。在此之后，当无人机采集到数据后，通过得到的数据建立三维景观模型和地表模型等，系统或软件能及时接收并处理数据；或者在无人机航测完成后对数据进行统一的整理与分析，能在较短的时间内得到测绘区域的相关信息，并且具有极高的精确度。由于无人机作业高度较低，自身所携带的高清摄影相机与专业测绘仪器在获取航测影像时，可以将工程拍摄影像的清晰度和分辨率大幅度提高，保证了工程测绘的精确度。

三、无人机航测技术的在地质工程中的应用场景

（一）应用于城市规划和国土调查

在我国提出了城市化发展方针，意味着我国从几千年来农业为主的农业大国向以工业和服务业等为主的现代城市化社会进行转变。在这一背景之下，大量的农村或自然区域将转变为城市区域，这就需要开展大量工程，在工程开展中对地质、地形、地貌及土地利用情况的调查尤为重要。相关人员在借助该技术时，可以将其用在监测土地建设项目的开发、梳理土地利用以及各种工程建设，从而保证其合理性，进而保证城市化建设质量。在此过程中，应注意采集信息时选择合理倾斜测量方式，科学选择测量角度，避免受到倾角的影响。要不断提升地质测绘工作的技术和测量方式，在保证信息质量的基础上提升地质测绘工作的技术和测量方式以及信息和图像之间的联系，无人机航测借助其所检测到的国土数据信息建立数据库，为国土调查研究判断提供便利，使调查方向更为合理，国土调查流程更简明，方案制订也更具合理性。以此提升国土调查的效率和质量。

（二）应用于水利工程及污水处理

水利工程设计施工时也可充分利用无人机航测技术。在实际测量前，首先要了解工程规模，规划飞行航线，精确飞行停留点位和拍摄方向，确保无人机能够高效、快速地完成整片区域的测量。出于航测画面清晰度及数据精确度考虑，若想要进一步提升测量准确性，测量人员需要根据水利工程的实际情况，测量出无人机的飞行速度、画面分辨率等。在完成上述测量步骤后，需要对测量数据进行整合与分析，依据控制点合理的建立坐标系，这样能够建立水利工程的三维模型，通过对模型的分析能够发现水利工程运行过程中存在的问题，实现水利工程质量的提升。为保障水利工程项目的稳定与安全，需要获得并分析相关数据，并依据分结果指导后续的水利工程施工。

四、结语

综上所述，无人机航测技术发展至今，因其具有操作简便、测量效率高、测量成本低、安全度高、数据处理快等明显优势，被广泛应用在水利工程、污水治理、城市规划、矿山测量、灾害救援等工程的测量工作中，弥补了传统测量方式的不足。因此，工程测量需要对无人机航测技术加以重视，继续大力发展与革新航测技术以发挥其最大的价值。

参考文献：

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[2] 薛昌华.无人机航测技术在地质灾害应急测绘中的应用探讨[J].科技创新与应用,2021,11(23):171-173.

[3] 华鹏军.无人机航测技术在工程测量中的应用分析[J].工程技术研究,2022,7(04):209-211.