浅议无人机在测绘测量中的应用

2016-04-14孟兵华

地球 2016年5期

关键词：测绘飞机应急

■孟兵华

（新疆地矿局第二水文队新疆昌吉831100）

浅议无人机在测绘测量中的应用

■孟兵华

（新疆地矿局第二水文队新疆昌吉831100）

无人机测绘系统和航空遥感是现代化测绘装备体系的重要组成部分，是测绘应急保障服务的重要设施，也是国家、省级、市级应急救援体系的有机组成部分。开展无人机测绘系统推广应用，是增强测绘应急服务保障能力的迫切需要，是提高测绘成果现势性的有效手段，同时也是加快数字城市建设的有效保障，是提升社会管理效能的新型工具。本文就无人机航测的应用进行了总结分析，以为实际工作提供参考。

无人机航测测绘测量具体应用

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种不失机动灵活、可以实现快速响应又低成本、精度高的一种航测技术。但也存在影像航向重叠度和旁向重叠度不规则、像幅小像片数量多、影像的倾角过大且倾斜方向没有规律、航摄区域地形起伏大、高程变化显著，影像间的比例尺差异大、旋偏角大，影像有明显畸变等，这些情况都对现有航测技术提出了挑战。

1 运用无人机测量的必要性

随着国内国际上自然灾害的多发与频发，尤其是重大自然灾害发生时，这是环境所致，也是人类污染所致，灾害往往带来重大的破坏和人员损失，而且造成灾害地区信息设备受到破坏，从而信息封闭，加之灾后的地区往往车辆人员不能及时到达，因此在灾害发生时及发生后，如何及时取得灾害信息及信息传输成为迫切的问题。这些活动可以用卫星来解决，也可以用载人飞机来解决。然而用卫星对地测量的方法，费用高、图像分辨率低、使用不灵活；而载人飞机不仅费用高，出航气候要求也很高，另外灾区上空飞行风险大，无法做到随时到达。若使用无人机来完成灾情监测与评估工作，无论是在留空时间、使用成本、耗费人力资源上，还是在恶劣环境作业要求、长时间飞行作业要求、人员生命安全要求上，或是在图像分辨率和工作效率上，无人机都优于载人飞机和卫星遥感。由于成本和气候条件等因素的制约，传统的卫星遥感和载人飞机只能满足部分空间数据信息的需求，而测绘型无人机系统具有一些独特的优势，它可在复杂地形、复杂天气下飞行，可以在许多特定的领域如高污染、高辐射、高风险领域执行飞行任务，因此，低成本、多用途的测绘型无人机系统技术在灾情监测与评估工作中具有必要性作用。

2 无人机航拍技术的优越性

无人机测绘是遥感领域用于地形测绘的新兴技术，在使用过程中资金投入量比较小，勘查过程中反馈能力好，时间消耗少，方便不同地区的转换应用。在复杂的工程测绘环境中可以更灵活的适应，一方面完成了以往飞机的航摄任务，另一方面深入到以前没有触及的新领域。这种技术设备体积比较小，结构简单，在地面的工作人员应用人工遥控器进行控制，在地面工作站就可以实现自主飞行拍摄，整体工作流程安全方便简单。对比过去的大飞机搭载摄像机航拍作业工作方式，无人机飞行技术的优点更加突出。以往大飞机航飞必须提前上报相关的部门，获取航空批文过程十分麻烦，时间消耗比较多;无人机航拍技术实现了1000米以下高度飞行，整个过程无需申报批准。大飞机对起降场地需求十分高，无人机已经实现了就地起降，省掉了很多的路程。具体的工程测绘任务中，航摄小组可以灵活变通，将地点选在测区附近的高速公路服务区或者是停用的砂石买卖场，加长了拍摄工作时间。以往的工作过程可能会受到自然环境的影响，对天气要求比较高。无人机对于外界自然环境要求相对比较低，并且离地面的高度可以自行控制，方便获取更加详细高分辨度的资料。工作人员可以灵活控制无人机的速度，将航速控制在最优化范围内，甚至可以达到每小时几十公里，对于突发状况可以进行变通，得到更加准确的信息资料。

3 无人机航测的的应用

无人机航摄成果可应用于应急救灾、国土资源管理、城乡规划等领域，对国家的建设和经济的发展起了重大作用。

（1）无人机航空测量系统在地质灾害应急中的应用。实践证明，在地质灾害复杂地形天气环境下，使用无人机低空摄影测量系统进行灾区地形影像数据的采集分析和三维可视化，能够为救援指挥提供准确、及时、详细的信息。

（2）对区域土地利用进行动态检测。读取任一区域内的影像信息，并选择不同时相的两幅影像进行叠加对比，通过对比就可以发现同意地区在不同时间的差异，通过分析就能分出土地的利用状况。

（3）无人机航测技术在输电线路中的应用。除超高压、特高压和跨区电网等大型工程快速建设外，一些局部改线、接线工程也越来越多，此类工程规模虽小、路径较短、但工期要求特紧。如采用常规工测技术，劳动强度大、作业周期长、生态环境破坏大，且无法满足整体电网工程的信息化建设及智能电网建设的长远要求；如采用传统航测技术，由于空域管制办理手续繁琐、机动性差，导致周期较长、成本较高。而采用无人机航测，则完全可以避免这些问题。

（4）无人机航测在风景区测绘应用。通过现有的航测技术，可以对风景区进行航空摄影及测量，可以对风景区的整体规划，发展提供实时的资料支持。

4 无人机航测的发展展望

当今卫星遥感和有人驾驶飞机的航空摄影虽然非常发达，仍有及时性和精细度不足，以及阴云天气不能获取高分辨率、高清晰度影像的问题，因而无人机低空航测异军突起。面对经济社会对测绘服务现势性和多样化越来越强劲的需求，无人机航测系统也将在应急响应、规划、特殊地区测绘、国土应用等方面获得广泛的应用。但是无人机航测在作业流程上、航测规范及技术指标体系上仍需要进一步创新和完善。在这个过程中，需要不断总结，不断改进，充分完善和发挥这种测绘新兴技术的优势，促进行业的发展与进步，实现无人机航测系统的标准化与产业化。