无人机在地质工程测量测绘中的应用

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610000）

无人机技术在实际应用中能够借助无人机配备光学相机、红外和数码设备收集相关地形信息，再利用计算机技术等软件系统对数据进行整理与分析，形成相应的图像，进而为地质工程的开展提供精准、可靠、全面的数据信息，从而保障工程的顺利实施，对于提高土地的利用率发挥着至关重要的作用。因此，测量人员需要全面掌握无人机技术应用的要点，保证技术操作与应用的合理性，提高地质工程测量测绘工作的效率和质量。

1 无人机技术的特点及优势作用

（1）具有较强的高端性与科学性。以往的地质工程测量测绘工作通常借助载人机设备完成，而相对于载人机设备而言，无人机主要在50m至1000m的空中范围内飞行，能够实现对工程区域的近景拍摄，进而满足地质工程测量测绘工作的多样化需要。无人机技术的应用能够在很大程度上提高地质工程测量测绘工作的效率和质量，依据可视化技术实现对工程地形地貌等相关信息的收集、整理与分析，再借助计算机技术和软件系统对数据信息进行处理，更加直观地展现工程相关信息，进而为地质工程的开展提供全面可靠的数据参考依据。同时，无人机设备能够对工作人员难以深入的区域进行实地测量，还能在区域范围内进行探寻、搜索与检测等工作，消除了测量盲区，有效提高了测量结果的精准度。

（2）具有较强的安全性与可靠性。我国的国土面积幅员辽阔，不同区域的地势地形和地貌特征具有较大的差异性，且具有一定的复杂性特点，以往采用常规的测量测绘技术难以为地质工程的开展提供全面准确的数据，尤其在云层较厚和遭遇暴风雪天气情况下，卫星遥感数据系统的优势难以充分发挥，进而导致工作人员难以及时获取工程区域的地形地势等相关信息，极端自然天气条件在很大程度上影响着工程测量测绘工作的有效性与可靠性。无人机技术的应用不会受到恶劣天气条件、特殊地势地貌及航行高度等方面因素的影响，有利于提高工程测量测绘工作的效率和质量，同时能够有效避免常规测量过程中事故的发生，保证了测量工作的安全性。

（3）具有较强的便捷性与灵活性。无人机设备在上升过程中能够找到更加清晰的拍摄视角，并保证测量高度调整的精准性；下降过程中能够依据路面的平整度调整拍摄角度。工作人员通过对成像问题及清晰度等方面情况进行分析，能够整合工程相关数据信息，进而保证地质工程测量工作的顺利进行。

2 地质工程测量测绘中应用无人机技术的案例分析

以某地质工程项目为例，该工程测量的区域范围在东经110°35′36″至110°40′44″；北纬25°20′48″至25°36′26″。工程区域的地形为丘陵，海拔高度在217至285米范围内。由于该区域的地势地形特征具有较强的复杂性特征，因此采用传统的测量测绘技术方式不仅增加了测量成本，且难以保证测量结果的精准性。采用无人机技术对区域进行测量测绘，有助于提高测量工作的效率和质量，且有效节约测量成本。在相对复杂的测量环境下，传统的测量测绘技术难以满足工程测量的实际需要，采用无人机技术能够依据工程现场的环境的具体情况和测量工作的基本要求，科学合理地确定测量工作任务，保证测量测绘方案的可行性，设置像控点并对其进行测量，利用无人机进行航空拍摄，并对相关数据进行采集、分析与整理，有助于提高工程测量测绘工作的全面性与可靠性。本次工程使用的是固定翼无人机，如表1所示为技术参数，如表2所示为航拍技术参数。

表1 无人机技术参数（部分数据）

表2 航拍技术参数（部分数据）

针对工程控制点的测量采用野外布点法在航向以旁向重叠区域内布置像控点，在实际操作中，首先需要将像控点的具体位置发送到收集奥维互动底图借助谷歌卫星图实现对位置的准确定位，再按照实际路线设计像控点的线路，选择19个像控点进行测量，有助于提高测量结果的精准度。图1为像控点图。

图1 像控点图

3 无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用

（1）航空摄影测量。无人机设备及技术是现阶段我国科学技术发展的重大突破，在很大程度上提高了我国地质工程测量测绘工作的全面性和可靠性，有助于促进我国工程地形测量技术的发展与完善。在地形航空测量中应用无人机技术，能够有效解决以往由于特殊环境而影响成像及数据转化效率和质量等问题，充分发挥了工程测量测绘技术的系统机能。借助无人机摄影系统拍摄工程测量区域，并利用GPS定位系统整合拍摄的照片内容及位置信息，进而形成具有多元化内容的地理图像信息。在此过程中，借助图形绘制与合成技术手段，整合成像中的具体数据信息，并对这些信息进行加工、处理与分析最终得出具有较高精准度的数据影像。该技术的应用有利于提高对特殊地理位置与地理条件的把控能力，从而确保了测量结果的实时性、精准性与可靠性。

（2）像片测量与控制。像片测量与控制是无人机测量技术与工程测量测绘工作中的重要组成部分，在应用像片控制点过程中，要求技术人员明确技术操作的具体方法、技术范围，并做好对相关参数的分析工作，针对技术实际操作的流程与方法，技术人员需要结合以往地质工程测量测绘中容易出现的无人机设备与技术的问题进行综合整理与分析，并定期做好对设备的检修与维护工作，保证无人机设备飞行的稳定性，提高测量结果数据的准确性与有效性。针对技术范围，技术人员需要全面了解与掌握测量流动站的相关知识和信息，在COS所控范围内进行实际操作，进而有效提高数据传输的速度和测量结果的质量。针对参数分析需要通过找寻控制点对参数进行具体分析，提高数据转化的效率和质量。对于工作常态需要加强对PTK工作站管理工作的全面性和有效性，并对各系统工作的基本状态与实际情况进行检测，确保对每组数据进行精准测量，进而避免测量结果错误情况发生。

（3）三角测量技术。三角测量技术的应用对于地形测量工作发挥着决定性的作用，立体式的测量能够在很大程度上提高测量人员的观察能力和地形测量的整体水平。采用空中三角测量方法进行无人机测量测绘，能够仅利用少量的控制点对整体系统进行加密，同时，保证平面、高程位置的统一性，进而有效提升工程地形测量测绘的准确性与可靠性。但同时，三角测量技术缺乏有效的控制点，因此导致测量人员难以掌握获取更多工程地形信息，进而容易导致测量结果缺乏全面性。因此，测量人员需要借助数据系统对地形的位置进行准确计算，提高各系统的功能以及系统设置的科学合理性，进而推动了定向工作的顺利实施。

（4）绘制地形地图。绘制地形地图是地质工程测量测绘工作的重要环节，为确保地形地图绘制的精密程度，技术人员需要对数字化技术进行深入分析，借助航空拍摄技术提升地形地图的比例尺和清晰度。同时，实现无人机设备与技术的应用原理与测量的方式方法的有效结合，立足于对绘制地形地图工作思路的优化与完善，保证数据信息获取的准确性，从而提升数据和图像地形的协调与统一性。此外，技术人员依据无人机设备飞行的速度、高度及路径等方面信息，与所拍摄的图像及获得的数据信息进行综合考虑分析，进而提升测量结果的有效性。为提高无人机技术应用的有效性，首先依据地质工程的实际情况对测绘区域和航线进行精确划分。我国现阶段的大部分无人机飞行时间相对较短，只能维持在半小时左后，为保证无人机测量工作的效率和质量，需要划分好无人机的航拍区域，规划好无人机的航线，明确无人机飞行测量范围。其次，需要依据无人机的航线及区域优化与完善飞行方案，此项工作需要依据无人机的类型明确其相关技术参数，对设计方案的可行性进行分析，确保相关数据参数满足工程测量的实际情况和基本要求，为地质工程测绘工作的开展提供数据参考依据。同时，为保证测量结果的精准性，还需要提高影像质量检查工作的力度，主要包括图像清晰度、层次和反差等相关指标，如果发现图像存在缺陷，无法满足工程测量的要求，则需要进行补测。此外，工作人员需要定期对无人机设备、通讯设备、地面电台等进行检查与维护，并依据地质工程测量测绘的实际情况及要求对设备进行调试，确保设备的正常运行效果，提高地质工程测量测绘工作的整体水平。

4 结语

我国的地势地形呈现出多变和复杂性的特点，增加了地形测量工作的难度。数字化地形测量技术具有较强的系统性，采用无人机摄影测量技术有利于提高地形测量数据信息的及时性和精准性，从而提高数字化地形测量工作的整体水平。因此，相关技术人员需要针对无人机摄影测量技术进行深入研究与分析，将其优势特点与数字化地形测量工作有效结合，从而推动我国数字化地形测量技术的不断完善与发展。