RTK 無(wú)人機(jī)在林地測(cè)量上的應(yīng)用

周巧華

（廣西壯族自治區(qū)博白縣林業(yè)科學(xué)研究所，廣西 博白 537600）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全球的定位系統(tǒng)技術(shù)逐漸成熟，為航天航空、汽車導(dǎo)航等具有非常重要的意義。然而RTK 測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)，為更加精確的測(cè)量林地的面積帶來(lái)了諸多的便利，給精確測(cè)量技術(shù)帶來(lái)了新得發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)（GPS），RTK 無(wú)人機(jī)有更加的精確，除此之外，它還是一種動(dòng)態(tài)的測(cè)量技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)的獲得野外的定位精度，可確定到厘米級(jí)別。然而傳統(tǒng)的林地測(cè)繪的誤差則相差較大，它主要分為兩種情況，首先就是在有參考物的情況下，它的精度是10 米以內(nèi)，其次就是在沒(méi)有參照物的時(shí)候，它的誤差則是在20-30 米之間。RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量在很大程度上提高了林地測(cè)量工作的效率，為測(cè)繪領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 RTK 測(cè)量技術(shù)的概述

RTK 測(cè)量技術(shù)又被稱為載波相位差分技術(shù)，是目前最常用的新的衛(wèi)星定位測(cè)量方法，它主要指的是在實(shí)時(shí)的情況下，處理兩個(gè)測(cè)量站之間的載波相位觀測(cè)量的一種差分方法，也就是說(shuō)載波相位觀測(cè)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)野外林地進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)定位的一種測(cè)量技術(shù)。載波相位差分技術(shù)主要是由基準(zhǔn)站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、管理控制中心子系統(tǒng)、用戶應(yīng)用子系統(tǒng)、用戶數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)等部分組成，他們分別包含著信號(hào)的接收端、發(fā)送端以及數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站等等，實(shí)現(xiàn)野外林地面積的精確地測(cè)量。全球定位系統(tǒng)雖然不像RTK 測(cè)量技術(shù)一樣能夠?qū)σ巴饬值剡M(jìn)行更為精確的測(cè)量，但是它能夠?yàn)槿澜绲挠脩籼峁┑统杀镜臄?shù)據(jù)信息，促進(jìn)了全球信息化，在經(jīng)濟(jì)全球化中扮演著非常重要的角色。目前，對(duì)于RTK 測(cè)量技術(shù)而言，它主要應(yīng)用于地形測(cè)量、工程測(cè)量以及施工放樣等領(lǐng)域。時(shí)間的任何事物由于硬幣一般，都具有兩面性，它具有好的一面，那么自然也就存在不好的一面。RTK 測(cè)量技術(shù)也是如此，它雖然能夠在比較短的時(shí)間之內(nèi)對(duì)野外林地的地形或者是面積進(jìn)行精確地測(cè)量，但是由于RTK 測(cè)量技術(shù)需要在被測(cè)量地設(shè)置參考移動(dòng)站，從而產(chǎn)生比較大的誤差。這是因?yàn)榛鶞?zhǔn)站是確定的位置上，移動(dòng)站是不確定的，衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息會(huì)因?yàn)橐苿?dòng)站距離基準(zhǔn)站越遠(yuǎn)而產(chǎn)生較大的誤差。但是這誤差相對(duì)于傳統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。

2 RTK 無(wú)人機(jī)在林地測(cè)量上的應(yīng)用

RTK 無(wú)人機(jī)在工作的時(shí)候，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出地形的精確坐標(biāo)，尤其是10 米以內(nèi)的地形，并且快速的完成林地測(cè)量工作，將RTK 無(wú)人機(jī)的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用與林地測(cè)量具有非常重要的作用。首先，從測(cè)量的精度來(lái)說(shuō)，RTK 無(wú)人機(jī)能夠精確地測(cè)量出地形。俗話說(shuō)：要致富，先修路，為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，修路成了必須完成的任務(wù)。在修路的時(shí)候不能避免某些居民房或者山地被征用，這時(shí)就需要測(cè)量其面積對(duì)居民進(jìn)行賠償。而此面積相對(duì)于整座山來(lái)說(shuō)相對(duì)較小，所以，需要比較精確地儀器用來(lái)測(cè)量。在利用RTK無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)量得出精確所測(cè)地的坐標(biāo)后，再利用專業(yè)的繪圖軟件將其在PC 端進(jìn)行描繪，就能夠繪制出其精確的地形。另外，還可以將RTK 無(wú)人機(jī)應(yīng)用于劃分野外林地的地界。即直接利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量出某地面積，然后再根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分即可。相對(duì)于人工勾繪所得的數(shù)據(jù)，RTK 無(wú)人機(jī)可以非常容易的測(cè)得野外林地的面積。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)量野外林地面積的方法主要是建立在模擬地圖的基礎(chǔ)上的。其測(cè)量方法主要包括圖形稱重法、方格網(wǎng)法以及條帶網(wǎng)法等等，利用這些方法所測(cè)得的數(shù)據(jù)相對(duì)于RTK 無(wú)人機(jī)所測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)不僅精度低2-3 倍以外，而且它實(shí)際的工作步驟也更加的復(fù)雜，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不便于對(duì)野外林地進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分。

3 RTK 無(wú)人機(jī)在林地測(cè)量上的利與弊

無(wú)人機(jī)的產(chǎn)生，為科學(xué)領(lǐng)域、人們的日常生活帶來(lái)了諸多的便利之處，例如：在林地測(cè)量方面，除了可以利用RTK 無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確的測(cè)量林地面積以外，還可以利用無(wú)人機(jī)代替護(hù)林員對(duì)森林進(jìn)行巡邏保護(hù)的工作和對(duì)人造林進(jìn)行檢查等。因此，在林地測(cè)量作業(yè)中，將RTK 測(cè)量技術(shù)與無(wú)人機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)能夠?yàn)榱值販y(cè)量解決很多麻煩。下面介紹幾點(diǎn)關(guān)于RTK 無(wú)人機(jī)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)：

3.1 RTK 無(wú)人機(jī)在林地測(cè)量上的優(yōu)點(diǎn)

首先利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地在某種程度上能夠大大的提高整個(gè)測(cè)量工作的效率。在進(jìn)行林地測(cè)量工作的時(shí)候，就只需要一個(gè)人來(lái)操作RTK 無(wú)人機(jī)。并且還可以在短短的幾秒鐘之內(nèi)能夠獲得一組移動(dòng)站的數(shù)據(jù)信息，就像利用手機(jī)拍照一樣，非常的方便。以前利用傳統(tǒng)的林地測(cè)量方法測(cè)量林地的時(shí)候，可能會(huì)花幾天甚至幾個(gè)月的時(shí)間才能測(cè)完，而在利用無(wú)人機(jī)后則可以在24 小時(shí)或者幾天就能夠完成整個(gè)測(cè)量工作。在很大程度上減少了測(cè)量所需的人力、物力和財(cái)力，加快了測(cè)量工作的速度，提高了整個(gè)測(cè)量工作的效率。其次利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地可以獲得更加可靠的數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)信息的誤差。關(guān)于RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量只需要測(cè)量的地方符合其要求，就可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得比較精確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作能夠正常的進(jìn)行提供了一個(gè)高質(zhì)量的保障。最后就是利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地在很大程度上降低了測(cè)量工作的要求，增加了林地測(cè)量的精度。傳統(tǒng)的林地測(cè)量是通過(guò)人根據(jù)儀器和自己的感覺(jué)來(lái)獲得最終測(cè)量的結(jié)果，獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果誤差較大。再加上測(cè)量林地的時(shí)候需要考慮很多的因素，比如：樹(shù)木等障礙物，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差更大。然而RTK 無(wú)人機(jī)則能夠在10 米以內(nèi)穿過(guò)障礙物對(duì)林地進(jìn)行測(cè)量。

3.2 RTK 無(wú)人機(jī)在林地測(cè)量上的弊端

首先利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地會(huì)受天空環(huán)境的影響。在白天中午時(shí)間段，RTK 系統(tǒng)很可能會(huì)因?yàn)槌跏蓟瘯r(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者不能進(jìn)行初始化而導(dǎo)致測(cè)量工作無(wú)法進(jìn)行。這是因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)間段，由于電離層的影響，功用衛(wèi)星的數(shù)量將會(huì)減少，影響地形數(shù)據(jù)的發(fā)送。然后利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地也有可能會(huì)受到衛(wèi)星自身狀況以及衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)的的狀況的影響。由于RTK測(cè)量技術(shù)需要通過(guò)衛(wèi)星來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，如果衛(wèi)星在工作的時(shí)候，受到高山或者非常密集的森林的阻擋，又或者衛(wèi)星自身的零件受到損壞等等狀況，都會(huì)降低地形或者是面積等一系列數(shù)據(jù)的傳輸。最后就是利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地受無(wú)人機(jī)自身狀況的影響。RTK 無(wú)人機(jī)的質(zhì)量、RTK 無(wú)人機(jī)在使用時(shí)的情況等對(duì)整個(gè)測(cè)量工作有著非常重要的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

相對(duì)于傳統(tǒng)的林地測(cè)量方法而言，利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地能夠在很大程度上對(duì)所要測(cè)量的地方進(jìn)行定位，能夠精確地測(cè)出它的面積、地形地貌等等。另外，由于野外林地地形比較復(fù)雜，所以利用RTK 無(wú)人機(jī)測(cè)量林地相對(duì)于使用常規(guī)的林地測(cè)量?jī)x器而言，它能夠順利的完成野外林地測(cè)量工作，并且得到精確地測(cè)量值，達(dá)到測(cè)量的目標(biāo)。除此之外，能夠簡(jiǎn)化測(cè)量的步驟。